Nutsvoorzieningen, een groep wetenschappers heeft een nieuwe methode bedacht voor een snelle en grootschalige analyse van elk type bacterie in de darm, evenals een lijst van soorten die in de gezonde menselijke darm worden aangetroffen op type en aantal (GutFeelingKB), en een nieuwe rapportagesjabloon genaamd het Fecal Biome Population Report (FecalBiome) dat het gemakkelijker maakt om precies te begrijpen wat er in de darm gebeurt.
Kristalstructuur van vermeende beta-galactosidase van Bacteroides fragilis. Afbeelding tegoed:National Institutes of Health Micro-organismen, of microben, bestaan al heel lang, en vorm te geven aan zowel de externe als de interne omgeving van de mens. Het woord "microbioom" werd in 2001 bedacht door Joshua Lederberg, als een manier om de aandacht van wetenschappers te vestigen op de meervoudige interacties tussen de microben die op en in ons lichaam wonen, en hun wisselwerking met onze menselijke fysiologie. De term is nu gedefinieerd als "een gemeenschap met meerdere soorten micro-organismen in elke omgeving:gastheer, leefgebied, of ecosysteem.” Verre van simpelweg indringers te zijn die uit zijn op onze vernietiging, het menselijk microbioom omvat een hele levende wereld op zich, het brengen van een complete en zeer diverse reeks genen die op elkaar inwerken en veranderen, en hebben ook een impact op de menselijke gezondheid. Deze microbiële genetische mix wordt het metagenoom genoemd. Het Human Microbiome Project (HMP) ging van start in 2008 en heeft bijgedragen tot een betere karakterisering en meer begrip van hoe deze gemeenschappen functioneren.
Onderzoek naar het darmmicrobioom vereist nauwkeurige gegevensverzameling en -analyse met hoge doorvoer, evenals faciliteiten om de verwerkte gegevens op een georganiseerde manier te integreren voor opslag, delen en toegang tussen onderzoeksgroepen. De meeste eerdere studies waren gericht op specifieke genen of groepen organismen, het weglaten van grote delen van de microbiële genomen. Ook, verschillende referentiestandaarden hebben geleid tot een verscheidenheid aan uitspraken over de darmsamenstelling.
Bacteriën Bacteroides fragilis, een van de belangrijkste componenten van het normale microbioom van de menselijke darm, 3D illustratie Credit:Kateryna Kon / Shutterstock In feite, de meeste onderzoeken naar het metagenoom gebruiken slechts een kleine referentieset van nucleïnezuursequenties van reeds geselecteerde microben of microbiële genen. Dit komt door de moeilijkheid om de experimentele gegevens te koppelen aan de volledige nucleotide-database die beschikbaar is bij de NCBI (NCBI-nt). Echter, nieuwe algoritmen kunnen nu gebruik maken van de laatste om een nauwkeurigere analyse van experimentele gegevens mogelijk te maken om een microbieel abundantieprofiel op te leveren.
Het huidige werk bouwt voort op deze basis om een Gut Feeling Knowledge Base – GutFeelingKB – te vormen met monsters van een gezonde groep deelnemers. Deze darmmicrobiotamonsters werden gesequenced om een beeld te krijgen van hoe een gezond darmmetagenoom eruitziet. Het monsternummer werd ingevuld met behulp van 50 meer willekeurig geselecteerde sequenties van de HMP.
De onderzoekers verzamelden ook geassembleerde aaneengesloten sequenties, of contigs, die niet overeenkomen met een NCBI-nt-sequentie, maar kunnen worden gedetecteerd in gezonde fecale monsters. Contigs zijn dus donkere materie, niet herkenbaar aan een bekende nucleïnezuursequentie, maar die kan worden ingebouwd in reeksen van 10, 000 nucleotiden of langer. Deze lengte is gekozen om het aantal vreemde (artefactuele) contigs van donkere materie te verminderen en toch microbiële donkere materie te bevatten. De GutFeelingKB is dus een uitgebreide kennisbank over het gezonde menselijke darmmicrobioom.
Dit werd vervolgens gebruikt als referentie om een standaard rapportagesjabloon te construeren waar individuele microbiomen kunnen worden gerapporteerd, om directe vergelijking van resultaten tussen studies en monsters mogelijk te maken.
De wetenschappers creëerden ook een nieuwe workflow met behulp van verschillende computerprogramma's en een gefilterde darmmicrobiële sequentiedatabase genaamd Filtered-nt, met bijna 35, 000, 000 sequenties die biologisch relevante interpretatie van monstersequenties mogelijk maken, terwijl de zekerheid wordt geboden dat de gehele bekende sequentieruimte is opgenomen.
Dus, GutFeelingKB vertegenwoordigt een grondig samengestelde verzameling nucleotidesequenties met metadata van 157 organismen in 60 geslachten.
Het gezonde menselijke microbioom bevat dus leden van 8 phyla, 18 gezinnen, 60 geslachten en 109 soorten, meestal van de phyla Firmicutes (40%) en Bacteroidetes (20%). Nog eens 20% komt van Actinobacteria. Onder Firmicutes, meer dan de helft zijn Clostridia, op de voet gevolgd door Bacteroides, bifidobacteriën, Enterobacteriën en Lactobacillen.
Alle monsters waren positief voor 84 van de 109 organismen, die misschien de lijst met kernsoorten vertegenwoordigt.
Echter, het is belangrijk op te merken dat over de hele wereld, specifieke organismen die niet op de GutFeelingKB in kaart zijn gebracht, zoals Fusobacteriën, bepaalde Actinobacter- en Bacteroides-soorten. De functie van dit platform zal zijn om te fungeren als een lanceerplatform om de resultaten van monsteranalyses van gezonde personen te vergelijken, en meer inzicht te geven in de waargenomen variaties onder invloed van voedingsfactoren, ziekten en medicijnen.
Bacteroides is het meest voorkomende geslacht in veel landen, in gezondheid. Deze zijn over het algemeen gunstig in de darm, maar als ze ontsnappen, ze grijpen de kans om infecties te veroorzaken die vaak resistent zijn tegen geneesmiddelen en die kunnen leiden tot een sterftecijfer van 20%. Echter, in de darm zijn ze beschermend tegen andere ziekteverwekkers en helpen ze koolhydraten in de voeding af te breken.
evenzo, Bifidobacteriën behoren tot de eerste kolonisten van de darm, komen vaak voor in probiotica, en produceren het belangrijke korteketenvetzuur (SCFA) acetaat dat de darmepitheelbarrière tegen infectie versterkt. Een stam van Bifidobacterium longum is gevonden bij één persoon in een bijzonder langlevende bevolkingsgroep in China.
Bifidobacterium-aantallen nemen toe met een hogere eiwitinname, en vooral met plantaardige eiwitten. In de voeding oplosbare vezels bevorderen ook de groei. Akkermansia is gekoppeld aan verzadigd vet en linolzuur, maar negatief geassocieerd met meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA). Bacteroides ovatus groeit in aantal met een verhoogde voedselinname, obesitas en middelomtrek. Deze voorbeelden helpen ons te begrijpen hoe deze cijfers kunnen worden gebruikt om gezondheidsacties te ondernemen om microbioomonevenwichtigheden in de toekomst te corrigeren.
Het rapportagesjabloon dat in de huidige studie is gepubliceerd, is bedoeld om de niet-gestandaardiseerde formaten te vervangen die door verschillende commerciële en onderzoeksgroepen worden gebruikt, wat hun interpretatie en vergelijking belemmert. Het zet de onderzoeksgegevens om in een klinisch rapport, helpen om het onmiddellijk bruikbaar te maken.
FecalBiome heeft drie domeinen, Steekproef, Patiënt en resultaat, lijkt op een metabool panelrapport. Het stelt medewerkers ook in staat om snel veel informatie te delen, wanneer onderzoek plaatsvindt op een breed scala van locaties. De drempel voor rapportage kan individueel worden ingesteld, afhankelijk van het doel van het onderzoek. Het meldt de overvloed, de gemiddelde overvloed en informatie over de aanwezige microben.
Het huidige rapport maakt het dus mogelijk om darmbacterieonderzoek te koppelen aan begrijpelijke gezondheidsinformatie, waardoor het relevant is voor de medische praktijk en de patiënt. Het maakt ook een gemakkelijke vergelijking tussen studies mogelijk. Het zal ervoor zorgen dat darmvervangende producten sneller worden beoordeeld, en op bewijs gebaseerde geneeskunde te helpen vooruitgang te boeken.
Het onderzoek is op 11 september gepubliceerd, 2019, in PLOS EEN .
Jong bloed herstelt vitaliteit bij ouderen
De ziekte van Parkinson kan worden voorkomen door darmmicroben
Bacteriën in het geboortekanaal gekoppeld aan een lager risico op eierstokkanker
Darmbacteriën gekoppeld aan sterkere spieren bij oudere mensen
Diagnose van virale infecties met behulp van technologieën op micro- en nanoschaal
Antibioticum X-206 effectief tegen SARS-CoV-2 in vitro
Sterk microbioom in het vroege leven gekoppeld aan minder luchtweginfecties
Er zijn kolonies van microscopisch kleine bacteriën in verschillende delen van het menselijk lichaam, waaronder de neus, mond, ingewanden, en longen. collectief, deze bacteriën staan bekend als de m
Darmbacteriën in wespen helpen pesticiden te overwinnen
Een intrigerende studie gepubliceerd in februari 2020 in het tijdschrift Celgastheer en microbe meldt dat wanneer wespen worden blootgesteld aan atrazine, een veelgebruikt bestrijdingsmiddel, het da
Ultraviolet B-licht is goed voor het darmmicrobioom
Een kleine studie gepubliceerd in het tijdschrift Grenzen in de immunologie op 24 oktober, 2019, laat zien dat blootstelling aan ultraviolet B (UVB) licht, die gewoonlijk wordt bereikt door blootste