Fuerscher benotzen genomesch Tools a Supercomputer fir de Puppelchen Darmmikrobiom ze studéieren

Zënter 2017, D'Universitéit vun Alabama zu Birmingham Fuerscher Casey Morrow, Ph.D., an Hyunmin Koo, Ph.D., hu mächteg genomesch Tools a Supercomputer benotzt, déi massiv Quantitéiten un genetesch Donnéeën analyséieren fir eenzel Stämme bannent eenzel Arten vum Darmmikrobiom z'identifizéieren.

Dës Mikrobiom "Fangerofdrock" Method huet gehollef d'Mutterquelle vu Mikroben ze weisen fir de mënschleche Puppelchen oder Maus Welpen Mikrobiome, souwéi extrem Persistenz vu Guttmikrobielle Stämme bei erwuessene mënschlechen Zwillingen ze weisen, déi getrennt gelieft hunn nodeems se zënter Joerzéngte zesummeliewen.

Elo hunn Koo a Morrow hir mikrobiell Stammstabilitéitsstudien op mënschlech Puppelcher a Kanner gedréit, Alter kuerz no der Gebuert (ongeféier 6 Méint) bis 6 Joer. Am Allgemengen, si hu festgestallt datt et individualiséiert Mustere vun der mikrobieller Stammspezifizitéit waren wéi déi Puppelchen Darmmikrobiome sech entwéckelen.

De Puppelchen Darmmikrobielle Ökosystem fänkt mat kuerzfristeg Ännerungen an der mikrobieller Zesummesetzung un, déi schlussendlech zu enger stabiler mikrobieller Zesummesetzung opléisen, de Fokus vun der aktueller Studie. Dës stabil Mikro-Host Interaktioune si wesentlech fir effizient Verdauung vu Liewensmëttel, gesond Immunentwécklung a Resistenz géint d'Kolonisatioun mat Pathogenen.

Am Allgemengen, déi fréi Darmmikrobiell Gemeinschaft gëtt dominéiert vu Mikroben déi sech op d'Kuelenhydrater fidderen, déi an der Muttermëllech oder der Formel präsent sinn, sou wéi Bifidobacterium adolescentis .

Wéi de Puppelchen wiisst, den Iwwergank zu festen Iessen a kierperleche Wuesstum féiert zu Verännerungen an der raimlecher Struktur vum Darm, déi zu der Variatioun am kierperlechen a chemesche Ëmfeld bäidréit, déi nei ökologesch Nischméiglechkeeten fir de Wuesstum vu mikrobiellen Stämme bitt. Dësen Ökosystem Iwwergang korreléiert mam Erscheinungsbild vu Bacteroidetes - sou wéi Bacteroides vulgatus - bannent der Darmmikrobieller Gemeinschaftsstruktur. "

Casey Morrow, Ph.D., Universitéit Alabama zu Birmingham

D'UAB Fuerscher hunn hir Mikro Fangerofdruck Technik op zwee metagenomesch DNA Sequencing Datensätz applizéiert, vu virdru verëffentlechte Studien vun aneren, vu fecal Proben vu Puppelcher a jonke Kanner gesammelt als Zäitserie. Den éischte Set vun 31 Puppelcher hu Probe gesammelt kuerz no der Gebuert a bei 1, 2 an 3 Joer.

Véierzéng vun deene Kanner hu verschidde Antibiotikabehandlungen, déi den Darmmikrobiom stéieren kann; de Rescht hat keng Antibiotike. Den zweeten Datenset enthält néng Puppelcher, déi vu 6 Méint al bis 6 Joer geprouft goufen; véier vun den néng haten e puer Antibiotike kritt.

Vun de 17 Puppelcher am éischte Datenset, déi an den dräi Joer no der Gebuert keng Antibiotike kruten, e Puppelchen-spezifescht Muster gouf fir stabil an onbestänneg mikrobiell Stämme gesi. Nëmmen ee Puppelchen hat keng stabil Stämme identifizéiert aus den 20 analyséierten Bakterienaarten. Fir déi 14 Puppelcher déi multiple Dosen Antibiotike haten, 10 huet en eenzegaartegt Muster vun transiente Stämme gewisen, déi no kuerzer Zäit no multiple Antibiotikabehandlungen erschéngen sinn.

Fir den zweeten Datenset, d'UAB Fuerscher analyséieren d'Darmmikrobiell Stammstabilitéit vun Bacteroides vulgatus an Bifidobacterium adolescentis bis zu sechs Joer no der Gebuert. Si hunn individuell spezifesch Mustere vu variéierende dominante mikrobiësche Stämme fonnt, déi onofhängeg vun der Antibiotikastrof a Gebuertsmodus waren.

Wichteg, et war keng offensichtlech Verbindung tëscht Stammännerungen am B. vulgatus an B. adolescentis . Zum Beispill, ee Puppelchen, dee multiple Antibiotike krut, hat eng limitéiert Ännerung am B. vulgatus Stämme wéi B. adolescentis Stämme extensiv geännert, wärend en anert Puppelchen dat multiple Antibiotike krut, de Géigendeel Muster vu Stammännerungen hat.

D'Fuerscher hunn och e puer Beispiller vu transiente mikrobiellen Stammännerung fir kuerz Perioden gesinn, ouni Antibiotike Behandlungen, gefollegt vun Erhuelung zum dominante Stamm. Och wann d'Dreifkraaft fir dës Ännerungen onbekannt ass, et waren e puer Fäll wou e Puppelchen-spezifesche komplette Stamm ännert fir B. vulgatus a fir B. adolescentis geschitt. D'Metadaten fir dës Puppelcher weisen keng offensichtlech Korrelatioun vun deenen Ännerungen mam Geschlecht, Hierkonftsland, Liwwerungsmodus oder ob de Puppelchen weider Diabetis entwéckelt.

"D'Resultater vun eiser Analyse mat béide Datasätz beliicht datt d'microbial Stammännerung inherent ass am entwéckelende Puppelchen Darmmikrobielle Ökosystem, "Koo a Morrow gesot." Ausserdeem, d'Resultater vun eiser Studie ënnerstëtzen d'Benotzung vun der Stamm Tracking Method fir d'Entwécklung vun enger stabiler a gesonder mikrobieller Gemeinschaft ze iwwerwaachen. "

Muer, Koo a Kollegen hunn hire Mikro Fangerofdrock Tool a fréiere Stamm Tracking Studien benotzt. Am Joer 2017, si hu festgestallt datt fecal Donor Mikroben - benotzt fir Patienten mat widderhuelende Clostridium difficile Infektiounen ze behandelen - bei Empfänger fir Méint oder Joere bliwwen sinn no fecal Transplantatiounen.

Am Joer 2018, si weisen datt d'Verännerungen am ieweschten Magen -Darmtrakt duerch Adipositaschirurgie zum Entstoe vun neie Stämme vu Mikroben gefouert hunn. Am Joer 2019, si analyséiert d'Stabilitéit vun neie Stämme bei Individuen no Antibiotikabehandlungen, a fréier dëst Joer, si hunn déi erwuesse Zwillingsstudie gemaach, déi gewisen hunn datt Zwillingen e bestëmmte Stamm oder Stämme tëscht all Pair fir Perioden vu Joeren deelen, a souguer Joerzéngten, nodeems se ugefaang hunn auseneen ze liewen.

Och dëst Joer, si weisen datt eng individualiséiert Mosaik vu mikrobiellen Stämme un de Puppelchen Darmmikrobiom vun enger Mamm iwwerginn, déi duerch vaginal Liwwerung gebuer gouf, wéi an de Mamm-Puppelchen Puer analyséiert, souwéi Mausdämmer a Welpen.

• Nei therapeutesch Approche bréngt Hoffnung fir d'Behandlung vu Psoriasis
• Leit mat Depressioun si méi wahrscheinlech Crohns Krankheet z'entwéckelen