Enzymvoorbehandeling geeft een zeer nauwkeurig beeld van huidbacteriën

Ons doel is om te leren welke rol de verschillende soorten huidbacteriën bij dergelijke ziekten spelen."

Dr. Martin Koberle, Hoofd van het Laboratorium Dermato-infectologie, Klinikum Rechts der Isar van de Technische Universiteit van München (TUM)

Eerdere pogingen van dermatologen om de gedetailleerde samenstelling van het microbioom te onderzoeken, hebben op obstakels gestuit. De reden:in conventionele culturen die op agarplaten worden gekweekt, niet alle bacteriën gedijen en vermenigvuldigen zich even goed. Als resultaat, sommige langzaam groeiende soorten kunnen volledig over het hoofd worden gezien. Het nadeel van recentere genetische analysemethoden is dat grote hoeveelheden DNA-sequenties van huidcellen en fragmenten van dode bacteriën worden opgevangen. Dit vermindert de informatiewaarde van de resultaten.

Het kaf van het koren scheiden

Dr. Köberle en de bioloog Dr. Yacine Amar, beide onderdeel van het team van Prof. Biedermann in de kliniek en polikliniek voor dermatologie en allergologie aan de TUM, hebben in samenwerking met een internationale, interdisciplinair team. Ze gebruikten een bijzondere eigenschap van het enzym benzonase. Het vernietigt de nucleotideketens die erfelijke informatie in alle levende wezens dragen door ze op te splitsen in korte fragmenten. Alleen levende bacteriën waarvan het DNA wordt beschermd door een buitenste celwand, ontsnappen aan vernietiging door het enzym.

Benzonase wordt al enige tijd gebruikt, bijvoorbeeld om eiwitten te zuiveren:De enzymen breken alle vreemde DNA- en RNA-fragmenten af. Deze kunnen vervolgens worden verwijderd in een centrifuge, de eiwitten achterlaten. De selectie van huidbacteriën werkt volgens hetzelfde principe:Genetisch materiaal van huidcellen of dode bacteriën wordt door het enzym afgebroken en kan vervolgens van het monster worden gescheiden. De resterende bacteriën kunnen mechanisch worden vernietigd, die de studie van hun DNA mogelijk maken.

"Onze experimenten toonden aan dat, met deze methode, we kunnen inderdaad het niet-doelwit-DNA volledig elimineren en het huidmicrobioom selecteren, ", vertelt projectleider Yacine Amar. In het lab bestudeerde hij aanvankelijk kunstmatige monsters met daarin een mengsel van menselijke cellen en dode en levende bacteriën, gemaakt volgens een strikt protocol en voorbehandeld met benzonase. "Het proces dat toen werd gebruikt - bekend als 16S-sequencing - leverde een zeer nauwkeurig beeld van de samenstelling van de intacte bacteriën, ", zegt de onderzoeker. De analyse van echte huidswabs was net zo succesvol:er werd geen achtergebleven DNA van dode bacteriën gevonden in de monsters.

Dr. Köberle is ervan overtuigd dat deze aanpak ook een sleutelrol zal spelen in toekomstig onderzoek:"De op enzymen gebaseerde selectie van levende huidbacteriën kan ons helpen microbiële biomarkers te vinden voor bepaalde dermatologische ziekten en ook om de bacteriën te identificeren die een positieve invloed hebben over het verloop van de ziekte. Misschien zullen ze ooit in behandelingen worden gebruikt." De nieuwe methode voor microbioomanalyse wordt al gebruikt in veel cohortonderzoeken naar huidziekten bij de TUM-kliniek en Polikliniek voor Dermatologie.

• Het afvalwaterbewakingssysteem van UC San Diego maakt vroege detectie van de meeste gevallen van COVID-19 mogelijk
• Mount Sinai heeft meer dan $ 4 miljoen toegekend om screening op anale kanker bij vrouwen met een hoog risico te evalueren