Dës Schwieregkeet ass besonnesch ausgeschwat fir Arten déi net a Sauerstoffräiche Ëmfeld liewen. Wéi och ëmmer, MIT biologesch a mechanesch Ingenieuren hunn elo e spezialiséierten Apparat designt an deem se déi Sauerstoffintolerant Bakterien an Tissu wuesse kënnen, déi d'Fusioun vum Colon replizéiert, erlaabt hinnen fir bis zu véier Deeg ze iwwerliewen.
Mir hu geduecht et wier wierklech wichteg en Tool fir d'Gemeinschaft bäizedroen dat fir dësen extremen Fall benotzt ka ginn. Mir hunn gewisen datt Dir dës ganz ustrengend Organismen wuesse kënnt, a mir konnten d'Effekter studéieren, déi se op de mënschleche Colon hunn. "
Linda Griffith, School of Engineering Professor of Teaching Innovation am MIT Departement fir Biologesch Engineering
Benotzt dëse System, d'Fuerscher hunn gewisen datt se eng Bamstamm wuesse kënnen genannt Faecalibacterium prausnitzii, déi am mënschlechen Darm lieft a schützt géint Entzündung. Si hunn och gewisen datt dës Bakterien, déi dacks bei Patienten mat der Crohn Krankheet reduzéiert ginn, schéngen vill vun hire Schutzeffekter auszeüben duerch d'Verëffentlechung vun enger Fettsäure genannt Butyrat.
Griffith et David Trumper, en MIT Professer fir Maschinnebau, sinn déi héich Autoren vun der Studie, déi haut am Journal erscheint Med . MIT Postdocs Jianbo Zhang an Yu-Ja Huang sinn d'Haaptautoren vum Pabeier.
De komplexe Mikrobiom vum Mënsch Darm ass schwéier ze modelléieren mat Déieren wéi Mais, deelweis well d'Mais eng ganz aner Diät iessen wéi Mënschen, De Griffith seet.
"Mir hunn enorm vill geléiert vu Mais an aner Déierenmodeller, awer et gi vill Differenzen, besonnesch wann et ëm den Darmmikrobiom geet, " hat seet.
Déi meescht Bakterien, déi am mënschleche Daarm liewen, sinn anaerob, dat heescht datt se kee Sauerstoff brauchen fir z'iwwerliewen. E puer vun dëse Bakterien kënnen niddereg Sauerstoffniveauen toleréieren, während anerer, sou wéi F. prausnitzii , kann d'Sauerstoffbelaaschtung net iwwerliewen, wat et schwéier mécht se an engem Labo ze studéieren. E puer Fuerscher hunn Apparater entworf an deenen se mënschlech Colonzellen zesumme mat Bakterien wuesse kënnen, déi niddereg Sauerstoffniveauen toleréieren, awer dës funktionnéieren net gutt fir F. prausnitzii an aner héich Sauerstoffintolerant Mikroben.
Fir dëst ze iwwerwannen, d'MIT Team huet en Apparat entwéckelt deen et hinnen erlaabt Sauerstoffniveauen an all Deel vum System präzis ze kontrolléieren. Hiren Apparat enthält e Kanal dee mat Zellen aus der mënschlecher Schleimhautbarriär vum Colon beschichtet ass. Ënnert dësen Zellen, Nährstoffer gi gepompelt fir d'Zellen lieweg ze halen. Dës ënnescht Schicht ass sauerstoffräich, awer d'Konzentratioun vum Sauerstoff fällt Richtung Uewen vun der Schleimhautzellschicht, ähnlech wéi wat am Interieur vum mënschleche Colon geschitt.
Just wéi se am mënschleche Colon maachen, d'Barriärzellen am Kanal secrete eng dichte Schicht Schleim. D'MIT Team huet dat gewisen F. prausnitzii kënne Wolleke vun Zellen an der baussenzeger Schicht vun dësem Schleim bilden an do bis zu véier Deeg iwwerliewen, an engem Ëmfeld dat sauerstofffräi gehale gëtt vu Flëssegkeet déi driwwer fléisst. Dës Flëssegkeet enthält och Nährstoffer fir d'Mikroben.
Benotzt dëse System, d'Fuerscher konnten dat weisen F. prausnitzii beaflosst d'Zellweeër involvéiert an der Entzündung. Si hu festgestallt datt d'Bakterien eng kuerzkette Fettsäure produzéieren déi Butyrat genannt gëtt, déi virdru gewise gouf fir d'Entzündung ze reduzéieren. Nodeems d'Butyratniveau eropgaang ass, d'Schleimhautzellen weisen eng Reduktioun vun der Aktivitéit vun engem Wee genannt NF kappa B. Dës Reduktioun berouegt Entzündung.
"Am Allgemengen, dëse Wee gouf reduzéiert, wat wierklech ähnlech ass wéi d'Leit bei de Mënsche gesinn hunn, "Den Zhang seet." Et schéngt wéi d'Bakterien d'Mammelzellen desensibiliséieren fir net op d'Gefore am baussenzegen Ëmfeld ze reagéieren, sou datt den Entzündungsstatus vun de Bakterien berouegt gëtt. "
Patienten mat der Crohn Krankheet hunn dacks reduzéiert Niveaue vun F. prausnitzii , an de Mangel u dëse Bakterien gëtt hypothetiséiert fir zur iwweraktiv Entzündung bäidroen ze gesinn, déi an dëse Patienten gesi ginn.
Wann d'Fuerscher Butyrat zum System bäigefüügt hunn, ouni Bakterien, et huet net all d'Effekter generéiert déi se gesinn hunn wann d'Bakterien präsent waren. Dëst seet datt e puer vun den Effekter vun de Bakterien duerch aner Mechanismen ausgeübt kënne ginn, déi d'Fuerscher hoffen weider z'ënnersichen.
D'Fuerscher plangen och hire System ze benotzen fir ze studéieren wat geschitt wann se aner Aarte vu Bakterien derbäisetzen, déi gegleeft sinn eng Roll bei der Crohn Krankheet ze spillen, fir ze probéieren d'Effekter vun all Spezies weider z'erklären.
Si plangen och eng Studie, mam Alessio Fasano schaffen, den Divisiounschef fir pädiatresch Gastroenterologie an Ernärung am Massachusetts General Hospital, fir Schleimhautgewebe vu Patienten mat Zöliakie an aner Magen -Darm -Stéierungen ze wuessen. Dëst Tissu kéint dann benotzt gi fir Mikrobe-induzéiert Entzündung an Zellen mat verschiddene geneteschen Hannergrënn ze studéieren.
"Mir hoffen nei Daten ze kréien déi weisen wéi d'Mikroben an d'Entzündung mam geneteschen Hannergrond vum Host funktionnéieren, fir ze kucken ob et Leit kënne sinn, déi eng genetesch Empfindlechkeet hunn fir Mikroben ze hunn, déi d'Schleimhautbarriär e bësse méi stéieren wéi aner Leit, "Seet de Griffith.
Si hofft och den Apparat ze benotzen fir aner Aarte vu Schleimhautbarrièren ze studéieren, dorënner déi vum weibleche reproduktive Trakt, wéi den Zervix an den Endometrium.