Onderzoekers gebruiken genomische hulpmiddelen en supercomputers om het darmmicrobioom van baby's te bestuderen

In het algemeen, de vroege darmmicrobiële gemeenschap wordt gedomineerd door microben die zich kunnen voeden met de koolhydraten die aanwezig zijn in moedermelk of flesvoeding, zoals Bifidobacterium adolescentis .

Naarmate het kind groeit, de overgang naar vast voedsel en fysieke groei leiden tot veranderingen in de ruimtelijke structuur van de darm, wat bijdraagt ​​aan de variatie in de fysieke en chemische omgeving die nieuwe ecologische nichekansen biedt voor de groei van microbiële stammen. Deze ecosysteemtransitie correleert met het verschijnen van Bacteroidetes - zoals: Bacteroides vulgatus -- binnen de darmmicrobiële gemeenschapsstructuur."

Casey Morrow, doctoraat, Universiteit van Alabama in Birmingham

De UAB-onderzoekers pasten hun microbe-vingerafdruktechniek toe op twee metagenomische DNA-sequencing-datasets, uit eerder gepubliceerde onderzoeken van anderen, van fecale monsters van zuigelingen en jonge kinderen verzameld als een tijdreeks. Bij de eerste set van 31 baby's werden monsters genomen kort na de geboorte en op 1 2 en 3 jaar oud.

Veertien van die kinderen hadden meerdere antibioticabehandelingen, die het darmmicrobioom kunnen verstoren; de rest had geen antibiotica. De tweede dataset omvatte negen zuigelingen die werden bemonsterd vanaf de leeftijd van 6 maanden tot 6 jaar; vier van de negen hadden meerdere antibiotica gekregen.

Van de 17 zuigelingen in de eerste dataset die gedurende de drie jaar na de geboorte geen antibiotica hadden gekregen, er werd een babyspecifiek patroon gezien voor stabiele en onstabiele microbiële stammen. Slechts één baby had geen stabiele stammen geïdentificeerd van de 20 geanalyseerde bacteriesoorten. Voor de 14 zuigelingen die meerdere doses antibiotica hadden gekregen, 10 toonde een uniek patroon van voorbijgaande stammen die korte tijd na meerdere antibioticabehandelingen verschenen.

Voor de tweede dataset de UAB-onderzoekers analyseerden de darmmicrobiële stamstabiliteit van Bacteroides vulgatus en Bifidobacterium adolescentis tot zes jaar na de geboorte. Ze vonden individuele specifieke patronen van verschillende dominante microbiële stammen die onafhankelijk waren van blootstelling aan antibiotica en geboortemodus.

belangrijk, er was geen duidelijk verband tussen stamveranderingen in B. vulgatus en B. adolescentie . Bijvoorbeeld, één zuigeling die meerdere antibiotica kreeg, had een beperkte verandering in B. vulgatus stammen als B. adolescentie stammen sterk veranderd, terwijl een andere baby die meerdere antibiotica kreeg, het tegenovergestelde patroon van stamveranderingen had.

De onderzoekers zagen ook verschillende voorbeelden van tijdelijke verandering van microbiële stam gedurende korte perioden, zonder antibioticabehandelingen, gevolgd door herstel naar de dominante soort. Hoewel de drijvende kracht achter die veranderingen onbekend is, er waren verschillende gevallen waarin een babyspecifieke volledige stamverandering voor B. vulgatus en voor B. adolescentie heeft plaatsgevonden. De metadata voor die baby's toonden geen duidelijke correlatie van die veranderingen met seks, land van herkomst, leveringswijze of dat het kind diabetes zou gaan ontwikkelen.

"De resultaten van onze analyse met behulp van beide datasets benadrukken dat verandering van microbiële stam inherent is aan het zich ontwikkelende microbiële ecosysteem van zuigelingen, " zeiden Koo en Morrow. "Bovendien, de resultaten van onze studie ondersteunen het gebruik van de stamvolgmethode om de ontwikkeling van een stabiele en gezonde microbiële gemeenschap te volgen."

morgen, Koo en collega's hebben hun microbe-vingerafdruktool gebruikt in eerdere onderzoeken naar het volgen van stammen. in 2017, ze ontdekten dat fecale donormicroben - gebruikt om patiënten met terugkerende Clostridium difficile-infecties te behandelen - maanden of jaren in ontvangers bleven na fecale transplantaties.

in 2018, ze toonden aan dat veranderingen in het bovenste maagdarmkanaal door obesitaschirurgie leidden tot de opkomst van nieuwe microbenstammen. in 2019, ze analyseerden de stabiliteit van nieuwe stammen bij individuen na antibioticabehandelingen, en eerder dit jaar ze deden de studie van de volwassen tweeling, waaruit bleek dat tweelingen een bepaalde stam of stammen deelden tussen elk paar gedurende perioden van jaren, en zelfs decennia, nadat ze apart van elkaar gingen leven.

Ook dit jaar, ze toonden aan dat een geïndividualiseerd mozaïek van microbiële stammen werd overgedragen op het darmmicrobioom van de baby van een moeder die beviel via vaginale bevalling, zoals geanalyseerd in moeder-kind paren, evenals muismoeders en -pups.

• Nieuwe therapeutische benadering biedt hoop voor de behandeling van psoriasis
• Mensen met een depressie hebben meer kans om de ziekte van Crohn te ontwikkelen