De afgelopen vijf jaar, MSU-promovendus Michael Coryell heeft samengewerkt met zijn adviseur, Seth lopen, en commissielid, Timothy McDermott, om te onderzoeken hoe het menselijke darmmicrobioom arseen beïnvloedt nadat het is ingenomen. Nutsvoorzieningen, Coryell is de hoofdauteur van een artikel dat op 21 december in het tijdschrift is gepubliceerd Natuurcommunicatie dat beschrijft zijn bevindingen over hoe het darmmicrobioom essentieel is voor volledige bescherming tegen acute arseentoxiciteit.
Met arseen bovenaan de lijst van de meest giftige chemicaliën van het Federaal Agentschap voor Toxic Substances and Disease Registry van de afgelopen 20 jaar, het onderzoek is vooral belangrijk omdat zelfs chronische lage niveaus later in het leven tot kanker of hart- en vaatziekten kunnen leiden.
Coryell, een promovendus in microbiologie en immunologie en fellow in het Molecular Biosciences Program in MSU's College of Agriculture en het College of Letters and Science, zei dat hij hoopvol is dat zijn werk zal bijdragen aan de ontwikkeling van probiotische en microbioomgerichte therapieën die het risico op arseentoxiciteit kunnen verminderen.
"Een van de volgende grote uitdagingen voor microbioomonderzoekers is het vertalen van laboratoriumbevindingen zoals deze in echte oplossingen, " zei Coryell, die in 2016 een prestigieuze Ruth L. Kirschstein Individual Predoctoral National Research Service Award van de National Institutes of Health won.
Eerdere studies hebben aangetoond dat microben in het milieu biochemisch natuurlijk voorkomend arseen in bodem of rotsen kunnen transformeren - hetzij in minder giftige of meer giftige vormen - een onderwerp dat McDermott onderzoekt in MSU's Department of Land Resources and Environmental Sciences in het College of Agriculture.
Waar onderzoekers niet zoveel over weten, is wat microben in de menselijke darm doen met arseen voordat het in het lichaam wordt opgenomen. zei lopen, universitair hoofddocent bij de afdeling Microbiologie en Immunologie van MSU en senior auteur van het artikel.
"Er zijn veel factoren die ziekte beïnvloeden - de omgeving van een persoon, eetpatroon, genetica -- maar we kunnen sommige van die dingen alleen evalueren in studies bij mensen door verschillende genotypen te observeren van mensen die verschillende diëten hebben of water drinken uit verschillende bronnen, ' zei Loop.
Coryell gebruikte laboratoriummuizen om experimentele controles te creëren om de invloeden van de variabelen te achterhalen. Hij ontdekte dat antibiotica het darmmicrobioom verstoorden, waardoor meer arseen zich kan ophopen in de weefsels, in plaats van te worden uitgescheiden.
"Dat was een interessante bevinding omdat het aantoonde dat, hoewel er enige microbiële activiteit in de darm was, de muizen waren niet zo goed in het wegwerken van het arseen en namen er waarschijnlijk meer van op in hun systeem en bouwden meer op in hun weefsels, ' zei Coryell.
Muizen die waren grootgebracht zonder enige micro-organismen werden op dezelfde manier aangetast, zei Coryell. Maar toen organismen uit het menselijk microbioom werden geïntroduceerd, ze hadden een beschermend effect.
"Dat was een grote vooruitgang, "Loop zei, "omdat we naar de kiemvrije muizen konden kijken en de microbiomen die we van verschillende mensen wilden onderzoeken terugzetten. We ontdekten dat, afhankelijk van welk microbioom de muizen kregen, ze werden in verschillende mate beschermd."
Die resultaten suggereren dat het microbioom van sommige mensen meer beschermend kan zijn dan anderen, Loop zei, en kan de vraag beantwoorden waarom sommige mensen die drinken uit een gedeelde waterbron die besmet is met arseen later in hun leven ziekte ontwikkelen en anderen niet.
"Dat idee is echt niet opgenomen in een epidemiologische studie of model, ' zei Walk. 'Mensen komen dit veld binnen, maar wat onze gegevens vrij definitief laten zien, is dat zowel het microbioom als de samenstelling ervan van belang zijn.
"Dus, om te voorspellen hoe groot de kans is dat bepaalde personen een ziekte ontwikkelen, we moeten rekening houden met het microbioom en hoe beschermend het is, " zei hij. "Deze resultaten helpen ons om die basis te leggen."
Een beter begrip van hoe het microbioom beschermt tegen toxines zoals arseen, kan gemeenschappen of dorpen met verontreinigde waterbronnen ten goede komen door middel van probiotische of andere microbioomtherapieën, vooral omdat het niet altijd praktisch of mogelijk is om een waterbron te vervangen, zei lopen.
"Het microbioomonderzoek verschuift naar op het microbioom gerichte therapieën voor wat we weten dat het een rol speelt in, en schoon voedsel en water is een groot onderwerp hier in Montana en over de hele wereld, " hij zei.
Wetenschappelijk symposium op LABVOLUTION richt zich op kernthema's in de levenswetenschappen
Apoptose is een belangrijke mediator van pathogenese bij dierlijk coronavirusinfectie
De eerste bevindingen van het Human Microbiome Project leidden tot 'honderden vervolgonderzoeken'
Teken dragen nu meerdere ziekten,
Wordt het coronavirus verspreid via de ontlasting?
Diagnose van virale infecties met behulp van technologieën op micro- en nanoschaal
Neil Bell benoemd tot Chief Development Officer van Avacta Life Sciences
Avacta Group plc, de ontwikkelaar van Affimer ® biotherapeutica en reagentia, is verheugd de benoeming van Neil Bell als Chief Development Officer van Avacta Life Sciences met onmiddellijke ingang a
Mediterraan dieet bevordert gezond ouder worden met gezonder darmmicrobioom
Een nieuwe studie online gepubliceerd in het tijdschrift Darm in februari 2020 meldt de opvallende gezondheidsbevorderende effecten van slechts één jaar overschakelen op een mediterraan dieet. De re
Slaapkwaliteit kan een indicator zijn voor later onderzoek naar de ziekte van Alzheimer
Een nieuwe studie van de onderzoekers van de Universiteit van Californië, Berkeley heeft aangetoond dat de geleidelijk afnemende kwaliteit van de slaap bij 50- en 60-plussers een aanwijzing kan zijn v