Az alacsony dózisú antibiotikum-expozíció nagy hatással lehet a bélbaktériumokra

Az alacsony szintű antibiotikumokat gyakran környezetszennyezőnek találják, például az állattenyésztés széles körű alkalmazása miatt. Ismeretes, hogy a gyenge antibiotikumok drámaian megváltoztathatják az emberi bél mikrobiómáját, de hogy ez miért történik, rejtély.

Raghuveer Parthasarathy, a fizika professzora és az UO Molekuláris Biológiai Intézetének tagja

A zebrahal lárvák jó minta a rejtély leküzdésére, Parthasarathy azt mondta:mert sok anatómiai hasonlóságot mutatnak az emberekkel és más gerincesekkel, és bélmikrobiáik közvetlenül megfigyelhetők.

A projektet Brandon H. Schlomann doktorandusz hallgató és Travis J. Wiles posztdoktori kutató vezette, amelyben lárvákat figyeltek meg 3D mikroszkóppal, mivel a ciprofloxacin antibiotikum olyan koncentrációjának voltak kitéve, mint a környezeti mintákban gyakran tapasztalható.

A kutatók külön -külön megvizsgálták a zebrahalat, amely két különböző baktériumfaj egyikét hordozza, amelyek mindegyike gyakran megtalálható a zebrafish bélben. Az egyik faj baktériumai mozgékonyak és gyorsan úsznak. A többi faj baktériumai szinte teljesen halmozódnak fel sűrű kolóniákban.

Az antibiotikum jelenlétében, mindkét típusú baktérium drámai változásokat mutatott viselkedésében. A normálisan mozgékony fajok sokkal lassabbak lettek, és aggregátumokat képeztek. Az általában aggregált fajok szerkezete megváltozott, hogy még nagyobb telepeket alkossanak, kisebb töredezettséggel.

Mindkét esetben, a fokozott aggregáció érzékenyebbé tette a baktériumokat a belek mechanikai összehúzódásaira, ami a bélből történő kiürülés fokozódásához és a bélpopulációkban több mint százszoros csepphez vezet.

"Eredményeink, - mondta Parthasarathy, "azt javasolják, hogy a bél fizikai aktivitása miatt, az antibiotikumokkal való szennyeződés sokkal nagyobb változásokat idéz elő a bél mikrobiómájában, mint azt a baktériumok puszta tanulmányozása alapján sejteni lehetne. Bizonyos értelemben, a bél felerősíti a gyenge antibiotikumok hatását. "

Megfigyeléseik alapján, a kutatók matematikai modellt dolgoztak ki a baktériumok dinamikájára a bélben, a kolóniaméretekre vonatkozó előrejelzésekkel, amelyek megfeleltek a kísérleti adatoknak. A modell hasonló a polimer és mikrorészecskék növekedéséhez, mutatva, a társszerzők írják, hogy a fizikában kifejlesztett módszerek eredményesen alkalmazhatók a bél mikrobióma vizsgálatára.

Parthasarathy azt várja, hogy a csapat megállapításai többre vonatkoznak, mint a zebrahal.

"A baktériumok széles köre reagál a gyenge antibiotikumokra alakjuk és aggregációjuk megváltoztatásával, - mondta. - Minden gerinces bél, beleértve az embereket is, élelmiszereket és mikrobákat szállít, és mechanikájuk hajtja a baktériumcsoportok mozgását. Gyanítjuk, ezért, hogy a felfedezett dolgok meglehetősen általánosak a fajok között, beleértve az embereket és más állatokat is. "

A modell, Parthasarathy és munkatársai azt írják, keretet biztosít az emberek és más állatok antibiotikus zavarainak értékeléséhez. Az öttagú csapat azt sugallja, hogy az antibiotikumoknak kitett élő baktériumok élő bélből történő kiűzése az aggregáción alapuló folyamat révén az antibiotikum-rezisztencia terjedésének mechanizmusa lehet.

• A rotavírus fertőzés szerepet játszhat az 1 -es típusú cukorbetegség kialakulásában
• A tanulmány egy gént határoz meg, amely lehetővé teszi a chlamydia számára, hogy DNS -t vegyen fel a gazdaszervezetből