Muizenstudie toont aan dat darmmycobioom het metabolisme van bewerkte voeding beïnvloedt

Studies van het microbioom in de menselijke darm richten zich voornamelijk op bacteriën. Andere microben die ook in de darm aanwezig zijn - virussen, protisten, archaea, en schimmels -- zijn grotendeels over het hoofd gezien.

Nieuw onderzoek bij muizen wijst nu op een belangrijke rol voor schimmels in de darm - de gemeenschappen van schimmels en gisten die bekend staan ​​als het mycobioom - dat is de actieve interface tussen de gastheer en hun dieet.

"We toonden aan dat het darmmycobioom van gezonde muizen werd gevormd door de omgeving, inclusief dieet, en dat het significant correleerde met metabole uitkomsten, " zei Kent Willis, MD, een assistent-professor aan de Universiteit van Alabama in Birmingham en co-corresponderende auteur van de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Communicatiebiologie .

"Onze resultaten ondersteunen een rol voor het darmmycobioom bij de metabole aanpassing van de gastheer, en deze resultaten hebben belangrijke implicaties met betrekking tot het ontwerp van microbioomstudies en de reproduceerbaarheid van experimentele studies van gastheermetabolisme."

Willis en collega's keken naar schimmels in het jejunum van de dunne darm van de muis, site van de meest diverse schimmelpopulatie in de muizendarm.

Ze ontdekten dat blootstelling aan een verwerkt dieet, die representatief is voor een typisch westers dieet dat rijk is aan gezuiverde koolhydraten, leidde tot aanhoudende verschillen in schimmelgemeenschappen die significant geassocieerd waren met differentiële afzetting van lichaamsmassa bij mannelijke muizen, in vergelijking met muizen die een gestandaardiseerd dieet kregen.

De onderzoekers ontdekten dat vetafzetting in de lever, transcriptionele aanpassing van metabolisch actieve weefsels en serum metabole biomarkerniveaus waren allemaal gekoppeld aan veranderingen in de diversiteit en samenstelling van de schimmelgemeenschap.

Variaties van schimmels van twee geslachten - Thermomyces en Saccharomyces - waren het sterkst geassocieerd met stofwisselingsstoornissen en gewichtstoename.

Het onderzoek had een ingenieus uitgangspunt. De onderzoekers verkregen genetisch identieke muizen van vier verschillende leveranciers van onderzoeksdieren. Het is bekend dat de gemeenschappen van darmbacteriën sterk verschillen per leverancier.

evenzo, de onderzoekers vonden dramatisch verschillende variabiliteit door de leverancier voor de jejunum-mycobiomen, zoals gemeten door sequentiebepaling van intern getranscribeerd spacer-rRNA.

Bij de basislijn, muizen van een van de verkopers hadden vijf unieke schimmelsoorten, en muizen van de andere drie verkopers hadden er drie, twee en één unieke geslachten, respectievelijk.

Ze keken ook naar de samenstelling van de interkoninkrijkse gemeenschap - zowel bacteriën als schimmels - en vonden grote verschillen in de basislijn van de bacteriële gemeenschap.

Van deze aanvankelijke schimmel- en bacteriële diversiteit, ze maten vervolgens de effecten van tijd en verschillen in dieet - gestandaardiseerd voer versus het sterk bewerkte dieet - op de samenstelling van schimmels en bacteriën.

De onderzoekers richtten zich ook op een fundamentele vraag:komen de schimmelorganismen die worden gedetecteerd door next-generation sequencing uit het dieet, of zijn het echte commensale organismen die koloniseren en repliceren in de darm?

Ze vergeleken de volgorde van de voedselkorrels, die enkele schimmels bevatte, en de inhoud van het muizenjejunum om te laten zien dat de jejunumschimmels echte commensale kolonisatoren waren.

Dus, deze studie, geleid door Willis -- en co-corresponderende auteur Joseph Pierre, doctoraat, en co-eerste auteurs Tahliyah S. Mims en Qusai Al Abdallah, doctoraat, van het Health Science Center van de Universiteit van Tennessee, Memphis, Tennessee -- toonde aan dat variaties in de relatieve overvloed en samenstelling van het darmmycobioom correleren met de belangrijkste kenmerken van het gastheermetabolisme.

Dit legt een basis voor het begrijpen van de complexe interkoninkrijk-interacties tussen bacteriën en schimmels en hoe ze beide samen vormgeven, en mogelijk bijdragen aan, homeostase van de gastheer.

Onze resultaten benadrukken het potentiële belang van het darmmycobioom voor de gezondheid, en ze hebben implicaties voor menselijke en experimentele metabole studies. De implicatie voor menselijke microbioomstudies, die vaak alleen bacteriën onderzoeken en alleen fecale gemeenschappen bemonsteren, is dat het mycobioom mogelijk niet gewaardeerde effecten heeft op microbioom-geassocieerde resultaten."

Joseph Pierre, doctoraat, Studie co-corresponderende auteur, Universiteit van Alabama in Birmingham

Het onderzoek is grotendeels gedaan aan het University of Tennessee Health Science Center, waar Willis een assistent-professor was voordat hij afgelopen zomer bij de afdeling Neonatologie van de afdeling Kindergeneeskunde van de UAB kwam.

Het translationele onderzoek in het Willis Lung Lab aan de UAB probeert te begrijpen hoe dergelijke commensale schimmels de fysiologie en ziekte van pasgeborenen beïnvloeden, voornamelijk via het verkennen van de darm-long-as bij bronchopulmonale dysplasie, een longziekte van premature pasgeborenen.

De studie in Communicatiebiologie gebruik van volwassen dieren, Willis zegt, hielp bij het ontwikkelen van modellen voor lopend onderzoek bij pasgeboren dieren.

• Apoptose is een belangrijke mediator van pathogenese bij dierlijk coronavirusinfectie
• Acht kenmerken van milieublootstelling die bijdragen aan ziekte