Wéi och ëmmer, Hosttoleranz géint Infektioun mat Pathogenen ass net gläich an all Organismen entwéckelt. Zum Beispill, et ass bekannt datt den Darmmikrobiom vu Mais méi effektiv schützt géint Infektioun mat bestëmmte Pathogenen, wéi d'Bakterie Salmonella typhimurium, wéi de mënschlechen Darmmikrobiom.
Dëst erhéicht d'interessant Méiglechkeet datt d'Differenzen tëscht Host-Mikrobiom Interaktiounen bei Mënschen an aner Arten analyséieren, wéi Mais, an individuell Aarte vu Bakterien ze identifizéieren déi entweder géint bestëmmte Pathogenen schützen oder sensibiliséieren, kéint zu ganz neien Aarte vun therapeuteschen Approche féieren.
Wéi och ëmmer, wärend d'Darmmikrobiom Zesummesetzung a säin Effekt op Hostimmunreaktiounen a Mais gutt ënnersicht goufen, et ass net méiglech ze studéieren wéi de Mikrobiom direkt mat den Epithelzellen interagéiert, déi den Darm ënner héich definéierte Bedéngungen fidderen, an doduerch spezifesch Bakteriestämme entdecken déi Host-Toleranz fir infektiiv Pathogenen induzéiere kënnen.
Elo, eng Kollaboratiounsteam gefouert vum Wyss Grënnungsdirekter Donald Ingber, M.D., Dokteraarbecht am Harvard's Wyss Institut fir Biologesch Inspiréiert Engineering an dem Dennis Kasper, MD an der Harvard Medical School (HMS) huet de Wyss seng microfluidic Organs-on-Chip (Organ Chip) Technologie benotzt fir déi verschidde anatomesch Sektiounen vum Mausdarm an hir Symbios mat engem komplexe liewege Mikrobiom in vitro ze modelléieren.
D'Fuerscher hunn déi destruktiv Effekter vum S. typhimurium op der intestinaler Epitheloberfläche an enger manipuléierter Maus Colon Chip recapituléiert, an an enger vergläichender Analyse vu Maus a mënschleche Mikrobiome konnten d'kommensal Bakterie bestätegen Enterococcus faecium dréit zur Hosttoleranz zur S. typhimurium Infektioun bäi. D'Etude gëtt publizéiert am Grenzen an der Cellulärer a Infektiounsmikrobiologie .
De Projet gouf gestart ënner engem DARPA-ënnerstëtzten "Technologies for Host Resilience" (THoR) Projet am Wyss Institut, deem säin Zil et war Schlësselbeiträg zur Toleranz géint d'Infektioun z'entdecken andeems d'Differenzen a bestëmmten Déierenaarten a Mënschen observéiert goufen. Benotzt e mënschleche Colon Chip, Dem Ingber seng Grupp huet an enger viregter Studie gewisen, wéi Metaboliten, déi vu Mikroben ofgeleet gi vu Maus a mënschleche Feeën, ënnerschiddlech Potenzial hunn fir d'Sensibilitéit fir d'Infektioun mat engem enterohemorrhagesche E. coli Pathogen ze beaflossen.
Biomedizinesch Fuerschung hänkt staark vun Déieremodeller of wéi Mais, déi ouni Zweiwel enorm Virdeeler hunn, awer ginn keng Chance fir normal a pathologesch Prozesser bannent engem bestëmmten Organ ze studéieren, wéi den Darm, Zoumaache an an Echtzäit. Dës wichteg Beweis-vun-Konzept Studie mam Dennis Kasper Grupp beliicht datt eis manipuléiert Maus Intestine Chip Plattform genau dës Fäegkeet bitt a bitt d'Méiglechkeet fir Host-Mikrobiom Interaktiounen mat Mikrobiome vu verschiddenen Arten ënner héich kontrolléierbare Bedéngungen in vitro ze studéieren . "
Donald Enger, M. D., Ph.D, Grënnungsdirekter, Wyss Institut fir Biologesch Inspiréiert Engineering um Harvard
"Gitt den déiwen Niveau vun der Charakteriséierung vun der Mausimmunologie, dës Fäegkeet kéint immens hëllefen d'Aarbecht vu Fuerscher ze förderen, déi de Moment dës Déieren benotze fir Fuerschung iwwer Mikrobiom an Hostreaktiounen ze maachen. Et erlaabt hinnen hir Resultater ze vergläichen déi se direkt mat mënschlechen Darmchips kréien an der Zukunft sou datt de Fokus kann op d'Features vun der Hostreaktioun identifizéieren déi am meeschte relevant sinn fir de Mënsch. "Ingber ass och de Judah Folkman Professer fir Vaskulär Biologie um HMS an Boston Kanner Spidol, a Professer fir Bioengineering an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
An hirer neier Etude, d'Team konzentréiert sech op de Maus -Darmtrakt. "Et war traditionell extrem schwéier fir Host-Mikrobiom Interaktiounen ausserhalb vun engem Organismus ze modelléieren, well vill Bakterien si strikt anaerob a stierwen an normale atmosphäresche Sauerstoffbedéngungen. Organ Chip Technologie kann dës Bedéngungen nei kreéieren, an et ass vill méi einfach primär Darm- an Immunzellen aus Mais ze kréien wéi op mënschlech Biopsien ze vertrauen, "sot den éischte Auteur Francesca Gazzaniga, Ph.D., e Postdoctoral Fellow deen tëscht dem Ingber an dem Kasper seng Gruppe schafft an de Projet mam Spëtz geleet huet.
Gazzaniga an hir Kollegen isoléiert intestinal Krypten aus verschiddene Regioune vum Maus -Darmtrakt, dorënner den Ausléiser, jejunum, ileum, a Colon, hunn hir Zellen duerch en mëttleren "Organoid" Schrëtt an der Kultur gemaach, an där kleng Tissuefragmenter sech bilden a wuessen, déi se dann an eng vun zwee parallele mikrofluid parfüméierter Kanäl vun de Wyss 'Organ Chips gesammelt hunn fir Regiounsspezifesch Darmchips ze kreéieren.
Den zweeten onofhängege perfuséierte Kanal miméiert d'Bluttvaskulatur, a gëtt vun der éischter getrennt vun enger poröser Membran, déi den Austausch vun Nährstoffer erlaabt, Metaboliten, a secretéiert Moleküle déi intestinal Epithelzellen benotze fir mat vaskulären an Immunzellen ze kommunizéieren.
D'Team huet dunn op S. typhimurium als Pathogen ageschloen. Éischten, si hunn de Pathogen an den Epithelial Lumen vum manipuléierten Maus Colon Chip agefouert a recapituléiert d'Schlësselfeatures verbonne mam Ofbriechen vun der Intestinal Tissu Integritéit bekannt aus Mausstudien, abegraff d'Stéierung vun normalerweis enken Adhäsiounen tëscht Nopesch Epithelzellen, reduzéiert Produktioun vu Schleim, eng Spike bei der Sekretioun vun engem wichtegen entzündlechen Chemokin (de Maushomolog vum mënschlechen IL-8), a Verännerungen am Epithel Genausdrock. Parallel, si hu gewisen datt de Maus Colon Chip de Wuesstum an d'Viabilitéit vu komplexe Bakteriekonsortien ënnerstëtzt, déi normalerweis a Maus a mënschlechen Darmmikrobiome präsent sinn.
Dës Fäegkeeten zesummenzebréngen, d'Fuerscher vergläichen d'Effekter vu spezifesche Maus a mënschleche mikrobielle Konsortien, déi virdru stabil an den Darm vun 'gnotobiotesche' Mais gehale goufen, déi a Keimfräien Zoustänn vum Kasper Team gehal goufen. Duerch Sammlung vu komplexe Mikrobiome vum Hocker vun deene Mais, an dann inokuléieren se an de Colon Chips, d'Fuerscher hunn Chip-zu-Chip Variabilitéit an der Konsortiumsammlung beobachtet, wat et hinnen erméiglecht huet d'Mikrokompositioun mat funktionnellen Effekter am Hostepithel ze verbannen.
"D'Benotzung vu 16s Sequencing huet eis e gutt Gefill vun de mikrobielle Kompositioune vun den zwou Konsortien, an héich Zuelen vun enger individueller Aart, Enterococcus faecium, generéiert vun nëmmen engem vun hinnen am Colon Chip, erlaabt den Darmgewebe d'Infektioun besser ze toleréieren, "sot de Gazzaniga." Dëst gutt bestätegt fréier Erkenntnisser a validéiert eis Approche als eng nei Entdeckungsplattform déi mir elo kënne benotze fir d'Mechanismen z'ënnersichen, déi dës Effekter ënnerleien, souwéi de Bäitrag vu vitalen Immunzellbäiträg zur Hosttoleranz, wéi och infektiiv Prozesser mat anere Pathogenen involvéiert. "
"De Mausdarm op enger Chip Technologie bitt eng eenzegaarteg Approche fir d'Relatioun tëscht der Darmmikrobiota ze verstoen, Hostimmunitéit, an e mikrobielle Pathogen. Dës wichteg Interrelatioun ass Erausfuerderung fir am liewegen Déier ze studéieren well et sou vill onkontrolléierbar Faktore ginn.
D'Schéinheet vun dësem System ass datt wesentlech all Parameteren, déi Dir studéiere wëllt, kontrolléierbar sinn a liicht iwwerwaacht kënne ginn. Dëse System ass e ganz nëtzlechen Schrëtt no vir, "sot de Kasper, deen de William Ellery Channing Professer fir Medizin a Professer fir Immunologie um HMS ass.
D'Fuerscher gleewen datt hir vergläichend in vitro Approche spezifesch Kräizgespréich tëscht Pathogenen a Kommensal Bakterien mat intestinalen Epithel an Immunzellen entdecke kann, an datt identifizéiert Toleranz verstäerkt Bakterien kéinte bei zukünftegen Therapien benotzt ginn, wat de Problem ëmgoe kann d'Erhéijung vun der antimikrobieller Resistenz vu pathogenen Bakteriestämme.
Wat ass en ERCP?
Schlamm an Duschkäpp kéint geféierlech Lungebakterien fanne Studie
Gewiichtsverloscht Medikament Wegovy vun der FDA guttgeheescht
Geess Mëllech-baséiert Formel gutt fir Puppelcher Darmgesondheet
Féiert Hypertonie ëmmer zu eeschte COVID-19?
Cryptosporidiosis verschlechtert duerch allgemeng benotzt Probiotik
Mathematesche Modell weist de Risiko vun der SARS-CoV-2 Infektioun no fecaler Mikrobiota Transplantatioun op
An hirem neie Pabeier verfügbar op bioRxiv* Virdruck Server, US Fuerscher vun der OpenBiome Nonprofit Organisatioun hunn e mathematesche Modell benotzt fir dNëtzlechkeet vu verschiddenen Teststrateg
Antike Primatmikrobiome kënne méi Informatioun iwwer d'mënschlech Entwécklung ginn
Antike mënschlech Mikrobiome sinn ënner dem Mikroskop fir dat wat se de Wëssenschaftler iwwer dLeit vu viru laanger Zäit soen. Eng nei Studie am Journal publizéiert Grenzen an der Ökologie an der Evo
Mikroben op der Zong kënne benotzt gi fir Bauchspeicheldrüs Kriibs ze diagnostizéieren
Fuerscher an der Zhenjiang University School of Medicine, China hu festgestallt datt Stéierungen an der mikrobieller Zesummesetzung vun der Zongbeschichtung als Biomarker fir fréi Stuf Bauchspeicheldr