Om de enorme populatie kleine organismen te gebruiken als een proxy voor het welzijn van mensen, Mayo Clinic-onderzoekers hebben een Gut Microbiome Health Index ontwikkeld. Deze index onderscheidt een gezond microbioom van een ziek microbioom.
In een nieuwe studie gepubliceerd in het nummer van 15 september van Natuurcommunicatie , onthullen de onderzoekers hoe hun index, samengesteld uit een biologisch interpreteerbare wiskundige formule, kan een darmmicrobioomprofiel nemen van het ontlastingsmonster van een persoon om de kans op het hebben van een ziekte te onthullen, onafhankelijk van de klinische diagnose.
"Deze ontdekking bevordert ons begrip van de samenstelling van een gezond darmmicrobioom waar lang naar is gezocht, " zegt Jaeyun Sung, doctoraat, de corresponderende auteur. "Onze index voorspelt hoe dicht een darmmicrobioommonster lijkt op gezonde of ongezonde omstandigheden."
Dr. Sung is een assistent-professor chirurgie, Mayo Clinic College of Medicine and Science, en onderzoeker binnen het Mayo Clinic Center for Individualized Medicine Microbiome Program.
Dr. Sung zegt dat de effecten van het zeer complexe microbioom op de menselijke gezondheid diepgaand zijn, maar de wetenschap over hoe je goed kunt detecteren of er iets mis kan zijn, en hoe het darmmicrobioom kan worden toegepast als indicator voor de algemene gezondheid is relatief nieuw.
Wat bekend is, is dat het ecosysteem van microben is gekoppeld aan een groot aantal gezondheidsvoordelen, inclusief helpen bij het verteren van voedsel, reguleren van het metabolisme en spelen een rol bij de immuniteit. Nog altijd, veel vragen blijven. Recente studies koppelen veranderingen in het darmmicrobioom aan ernstige chronische ziekten.
Dr. Sung zegt dat een gebrek aan analytische tests of algoritmegestuurde biomarkers de detectie van vroege tekenen van ziekte belemmert voordat specifieke, diagnosticeerbare symptomen.
Voor de nieuwe studie Dr. Sung en zijn team analyseerden 4, 347 openbaar beschikbare menselijke ontlasting shotgun metanomen, waarmee onderzoekers alle genen in alle bekende organismen die in een ontlastingsmonster aanwezig zijn uitgebreid kunnen sequensen.
De monsters werden gepoold over 34 gepubliceerde onderzoeken over gezonde aandoeningen en 12 niet-gezonde ziektetoestanden. bijna 1, 700 van de darmmicrobioommonsters waren van niet-gezonde mensen, dat is, mensen met een klinisch gediagnosticeerde ziekte of een abnormaal lichaamsgewicht op basis van BMI. bijna 2, 600 monsters waren van mensen die als gezond werden gerapporteerd, dat is, zonder duidelijke ziekte of nadelige symptomen.
We hebben de niet-gezonde monsters samengevoegd in de ene groep en de gezonde monsters in een andere, Vervolgens hebben we een vergelijking gemaakt van de frequenties van de microben die in beide groepen werden waargenomen. We ontdekten dat sommige microben veel vaker worden waargenomen in de gezonde groep, vergeleken met de niet-gezonde groep en vice versa."
Jaeun Sung, PhD., Studie corresponderende auteur,
Zijn analyse leidde tot een microbioomsignatuur van de gezonde menselijke darm, bestaande uit 50 microbiële soorten.
"Maar de echte uitdaging was toen om deze informatie toe te passen om een gezondheidsindicator te ontwerpen, " zegt Dr. Sung.
De ontdekking van een gezond darmmicrobioom leidde ertoe dat Dr. Sung en zijn team een wiskundige formule ontwikkelden die voorspelt hoe dicht een darmmicrobioommonster lijkt op gezonde of niet-gezonde omstandigheden.
Ze creëerden een verhouding tussen de gezondheidsrijke soorten en de gezondheidsschaarse soorten. Hoe hoger het getal, hoe groter de kans dat het corresponderende microbioommonster afkomstig is van een gezond persoon.
"Dus een hoger getal zal je vertellen:'Oh, je ziet er heel gezond uit. Je microbioom lijkt op dat van een gezonde populatie, '" zegt Dr. Sung. "Maar een laag aantal onthult:'Oh, we kunnen nog niet precies zeggen welke ziekte je hebt, maar we kunnen zien dat er iets niet klopt."
'Je microbioom lijkt heel erg op wat een microbioom zou zijn in een ziektepopulatie.' En dat is wat we de Gut Microbiome Health Index noemen. Je kunt het zien als een 'credit score voor je darm'."
Op een onafhankelijk validatiecohort van bijna 700 proefpersonen, 74% van de tijd werden gezonde monsters onderscheiden van niet-gezonde monsters.
Tijdens de studie, Dr. Sung ontdekte een andere bevinding:een matige correlatie tussen de Gut Microbiome Health Index en lipoproteïne met hoge dichtheid, of HDL, of "goede cholesterol, " in het bloed.
"Hoe hoger de Gut Microbiome Health Index, hoe hoger uw HDL-niveau is, " legt hij uit. "Dat we deze correlatie met een marker van cardiovasculaire gezondheid hebben kunnen vinden, is echt opwindend, omdat we nu informatie over het darmmicrobioom verbinden met klinische gegevens."
"Een onderzoeksgebied in mijn groep is om te identificeren hoe het darmmicrobioom via chemische signalen met verschillende weefsels in het lichaam praat. Momenteel, we zijn nog lang niet in staat om conclusies te trekken over specifieke mechanismen, maar we hebben een aantal veelbelovende leads die we verder willen nastreven."
Hij zegt dat de ontdekking het potentieel van de index benadrukt om een krachtige en consistente voorspeller van gezondheid te zijn. In de niet al te verre toekomst, Dr. Sung stelt zich een tijd voor waarin het verstrekken van een ontlastingsmonster om het microbioom te beoordelen tijdens regelmatige bezoeken aan een zorgverlener routine zou worden.
Hij hoopt de Gut Microbiome Health Index verder te ontwikkelen, zodat deze op een dag kan bijdragen aan uitgebreide medische en preventieve gezondheidsscreeningprogramma's.
"Onze voorgestelde kwantitatieve ontlastingsmetriek voor het indexeren van de gezondheid van het microbioom is een conceptuele en technische innovatie, en heeft het potentieel om behandelingen te informeren voor het behouden of herstellen van de gezondheid door middel van modulatie van het darmmicrobioom, " zegt Dr. Sung.
"Onze index biedt een bestemmingspunt van hoe u wilt dat uw microbioom eruitziet, vooral na een enorme verstoring, zoals voedselvergiftiging of antibiotica. Bovendien, dit werk demonstreert de kracht van het integreren van bestaande monsters over verschillende bronnen en gezondheidstoestanden om echt robuust inzicht te identificeren dat de menselijke gezondheid ten goede komt."
Bepaling van zuurneutraliserend vermogen voor OTC-antacida
Suppletie met korte keten vetzuren verbetert het herstel van een beroerte,
RNA-sequencing biedt nieuwe inzichten in het microbioom
GSK-3-remmers zijn veelbelovend bij de behandeling van coronavirusinfecties
Hoe u uw immuunsysteem kunt versterken om het coronavirus te bestrijden
De helft van de gebruikte medicijnen beschadigt darmbacteriën,
Onderzoek toont aan hoe darmmicroben maaggriep beïnvloeden
Een nieuwe studie toont aan dat darmmicroben de ernst van een norovirusinfectie (de buikgriep, of de winterbraakziekte), gebaseerd op de darmlocatie die het eerst is aangetast. Gepubliceerd in het tij
Suppletie met korte keten vetzuren verbetert het herstel van een beroerte,
muizenstudie toont Het aanvullen van de vetzuren met een korte keten van het lichaam kan het herstel van een beroerte verbeteren, volgens onderzoek bij muizen onlangs gepubliceerd in JNeurosci. Supple
Het risico op slokdarmkanker kan worden verminderd door esomeprazol en een lage dosis aspirine
Volgens de resultaten van een fase III-studie gepresenteerd op de ASCO-jaarvergadering van 2018, twee eenvoudige vrij verkrijgbare geneesmiddelen – een hoge dosis esomeprazol en een lage dosis aspirin