Een studie aan de Universiteit van Alabama in Birmingham heeft deze verstoring nu opgespoord op het niveau van een stam van microben die een andere stam van dezelfde soort vervangt bij 30 individuen -- allemaal jonge, gezonde volwassenen van wie wordt verwacht dat ze stabiele microbiële gemeenschappen hebben.
Zoals blijkt uit onze analyse, het vermogen om te herstellen met betrekking tot het aantal en de stabiliteit van nieuwe stammen is specifiek voor elk individu."
Casey Morrow, doctoraat, leider van het onderzoeksteam en emeritus hoogleraar in de afdeling cel van de UAB, Ontwikkelings- en integratieve biologie
Verschillen in herstel hebben mogelijke gevolgen voor de gezondheid, zegt Morrow.
"Het is mogelijk dat naarmate mensen ouder worden, met elk verschillend in aantal en cycli van antibiotische behandeling, het reservoir van microbiële stammen is uitgeput, resulterend in een intra-individueel herstelpatroon voor specifieke microbiële stammen, " zei hij. "Het begrijpen van dit herstelpatroon - inclusief het voorkomen van bepaalde stammen na antibiotica - kan een belangrijke overweging zijn voor de gezondheid op lange termijn."
"In de toekomst, de karakterisering van deze individueel-specifieke herstelpatronen kan ook worden gebruikt om de gevoeligheid voor zowel endogene als exogene microbiële pathogenen te voorspellen."
De UAB-studie gebruikte bio-informatica om een eerder beschreven studie te analyseren van 18 personen die één enkel antibioticum hadden gekregen, cefprozil, voor een week. Hun fecale monsters werden verzameld tijdens de voorbehandeling, aan het einde van de antibioticabehandeling en drie maanden na de behandeling. De UAB-studie analyseerde ook eerder beschreven gegevens van 12 personen die een combinatie van drie antibiotica kregen - meropenem, gentamicine en vancomycine - gedurende vier dagen. Hun fecale monsters werden verzameld bij de voorbehandeling; aan het einde van de behandeling; en om vier uur 38 en 176 dagen na de behandeling. Zes controlepersonen die geen antibiotica kregen, werden ook geanalyseerd.
In het algemeen, de UAB-onderzoekers ontdekten dat stammen van de 10 meest voorkomende soorten stabiel bleven in controles. In de individuen met een enkele antibioticabehandeling, 15 van de 18 personen hadden na de behandeling tijdelijke nieuwe stammen die, beurtelings, werden drie maanden na de behandeling vervangen door de oorspronkelijke stam.
In tegenstelling tot, de individuen met drievoudige antibiotica vertoonden een significante toename van nieuwe stammen die tot zes maanden na de behandeling aanhielden, vergeleken met het enkele antibioticum en de controle-individuen. Verder, de fractie van voorbijgaande stammen was ook significant hoger bij de individuen met meerdere antibiotica. Dit suggereerde een verandering op lange termijn naar een alternatieve stabiele microbioomtoestand, zegt Morrow. Deze veranderingen waren niet het gevolg van een verschil in groeipercentages.
"Gezien het belang van het microbioom voor de menselijke gezondheid, we denken dat onze resultaten met deze datasets kunnen worden gebruikt om de stabiliteit van het microbioom onder verschillende omstandigheden te helpen evalueren, "Zei Morrow. "Bijvoorbeeld, we kunnen nu richtlijnen geven aan klinische onderzoekers om de impact van bepaalde behandelingen voor ziekten te beoordelen, zoals kanker of diabetes, op de darmmicrobiële gemeenschap die van belang kan zijn voor de evaluatie van de resultaten. Verder, deze benadering kan worden toegepast op de pre- en posthospitalisatie van een patiënt om personen te identificeren die mogelijk verder beheer van hun microbioom nodig hebben."
"Deze studie maakte gebruik van een bioinformatica-tool die eerder door UAB is ontwikkeld, genaamd Window-based Similarity Single-nucleotide-variant, of WSS, voor het volgen van de microbiële stammen van individuen van voorbehandeling tot behandeling met antibiotica, " zei Hyunmin Koo, doctoraat, UAB Afdeling Genetica en Heflin Centrum voor Genomische Wetenschap, die de informatica-analyse leidde. "Deze techniek bevordert de analyse van de impact van antibiotica op de menselijke darmflora. Eerdere studies van het microbioom hadden een algemeen taxonomisch profiel kunnen bepalen, inclusief de relatieve abundantie-informatie van elke soort, maar vertoonde een beperking om elke soort op stamniveau te onderscheiden of dezelfde stam in elk individu op longitudinaal niveau te volgen."
in 2017, de UAB-onderzoekers gebruikten WSS om de eerste directe demonstratie te tonen dat fecale donormicroben - gebruikt om patiënten met terugkerende Clostridium difficile-infecties te behandelen - maanden of jaren na fecale transplantaties in ontvangers bleven.