Nå, en gruppe forskere har kommet med en ny metode for en rask og fullskala analyse av alle typer bakterier i tarmen, samt en liste over arter som finnes i den friske menneskelige tarmen etter type og antall (GutFeelingKB), og en ny rapporteringsmal kalt Fecal Biome Population Report (FecalBiome) som vil gjøre det lettere å forstå nøyaktig hva som skjer i tarmen.
Krystallstruktur av antatt beta-galaktosidase fra Bacteroides fragilis. Bildekreditt:National Institutes of Health Mikroorganismer, eller mikrober, har eksistert veldig lenge, og forme både det ytre og indre miljøet til mennesker. Ordet "mikrobiom" ble laget av Joshua Lederberg i 2001, som en måte å fokusere forskernes oppmerksomhet på de flere interaksjonene mellom mikrober som bor på og i kroppene våre, og deres samspill med vår menneskelige fysiologi. Begrepet har nå blitt definert som "et flerartssamfunn av mikroorganismer i ethvert miljø:vert, habitat, eller økosystem. ” Langt fra bare å være inntrengere som er opptatt av vår ødeleggelse, det menneskelige mikrobiomet består av en hel levende verden i seg selv, bringe et komplett og svært mangfoldig sett med gener som interagerer og endrer seg, og har også innvirkning på menneskers helse. Denne mikrobielle genetiske blandingen kalles metagenomet. Human Microbiome Project (HMP) tok fart i 2008 og har bidratt til å katalysere større karakterisering og forståelse av hvordan disse samfunnene fungerer.
Tarmmikrobiomforskning krever nøyaktig datainnsamling og analyse med høy gjennomstrømning, samt fasiliteter for å integrere de behandlede dataene på en organisert måte for lagring, deling og tilgang mellom forskningsgrupper. De fleste tidligere studier fokuserte på spesifikke gener eller grupper av organismer, utelater store segmenter av de mikrobielle genomene. Også, forskjellige referansestandarder har ført til en rekke uttalelser om tarmsammensetningen.
Bacteria Bacteroides fragilis, en av hovedkomponentene i det normale mikrobiomet i menneskelig tarm, 3D -illustrasjon Kreditt:Kateryna Kon / Shutterstock Faktisk, de fleste studier på metagenomet bruker bare et lite referansesett med nukleinsyresekvenser fra allerede utvalgte mikrober eller mikrobielle gener. Dette skyldes vanskeligheten med å koble de eksperimentelle dataene til den komplette nukleotiddatabasen som er tilgjengelig med NCBI (NCBI-nt). Derimot, nye algoritmer kan nå gjøre bruk av sistnevnte for å tillate en mer nøyaktig analyse av eksperimentelle data for å gi en mikrobiell overflodsprofil.
Det nåværende arbeidet bygger på dette grunnlaget for å danne en kunnskapsbase for Gut Feeling -GutFeelingKB - med prøver fra et sunt sett med deltakere. Disse tarmmikrobiota -prøvene ble sekvensert for å få et bilde av hvordan et sunt tarmmetagenom ser ut. Prøvenummeret ble fylt ut ved hjelp av 50 mer tilfeldig utvalgte sekvenser fra HMP.
Forskerne samlet også sammensatte sammenhengende sekvenser, eller fortsetter, som ikke tilsvarer noen NCBI-nt-sekvens, men kan påvises i friske fekale prøver. Contigs er dermed mørk materie, ikke gjenkjennelig med noen kjent nukleinsyresekvens, men som kan bygges inn i sekvenser på 10, 000 nukleotider eller lengre. Denne lengden ble valgt for å redusere antall utenlandske (artefaktuelle) konti i mørkt materiale mens den fortsatt inkluderte mikrobiell mørkt materiale. GutFeelingKB er dermed et omfattende kunnskapsgrunnlag om det sunne tarmmikrobiomet hos mennesker.
Dette ble deretter brukt som en referanse for å konstruere en standard rapporteringsmal hvor individuelle mikrobiomer kan rapporteres, for å tillate direkte sammenligning av resultater mellom studier og prøver.
Forskerne utviklet også en ny arbeidsflyt ved hjelp av flere dataprogrammer og en filtrert tarmmikrobiell sekvensdatabase kalt Filtered-nt, inneholder nesten 35, 000, 000 sekvenser som tillater biologisk relevant tolkning av prøvesekvenser, samtidig som den garanterer at hele det kjente sekvensområdet er inkludert.
Og dermed, GutFeelingKB representerer en grundig kurert samling av nukleotidsekvenser med metadata fra 157 organismer i 60 slekter.
Det sunne menneskelige mikrobiomet inneholder således medlemmer fra 8 phyla, 18 familier, 60 slekter og 109 arter, hovedsakelig fra Firmicutes (40%) og Bacteroidetes (20%) phyla. Ytterligere 20% kommer fra Actinobacteria. Blant firmaene, over halvparten er Clostridia, tett fulgt av Bacteroides, Bifidobakterier, Enterobakterier og Lactobacilli.
Alle prøvene var positive for 84 av de 109 organismer, som kanskje representerer kjerneartlisten.
Derimot, det er viktig å merke seg at rundt om i verden, spesifikke organismer som ikke er på GutFeelingKB er kartlagt, slik som Fusobacteria, visse Actinobacter- og Bacteroides -arter. Funksjonen til denne plattformen vil være å fungere som en utskytingsrampe for å sammenligne resultatene av prøveanalyser fra friske individer, og gi mer innsikt i variasjonene observert under påvirkning av kostfaktorer, sykdommer og medisiner.
Bacteroides er den vanligste slekten i mange land, innen helse. Disse er generelt fordelaktige inne i tarmen, men hvis de slipper unna, de griper sjansen til å forårsake infeksjoner som ofte er medikamentresistente og kan føre til en dødelighet på 20%. Derimot, i tarmen beskytter de mot andre patogener og hjelper til med å bryte ned karbohydrater i kosten.
På samme måte, Bifidobakterier er blant de første bosetterne i tarmen, finnes ofte i probiotika, og produsere det viktige kortkjedede fettsyren (SCFA) acetatet som styrker tarmepitelbarrieren mot infeksjon. En stamme av Bifidobacterium longum har blitt funnet hos ett individ i en spesielt lang levetid i Kina.
Bifidobacterium -tallene øker med et høyere proteininntak, og spesielt med vegetabilsk protein. Kostoppløselig fiber fremmer også veksten. Akkermansia er knyttet til mettet fett og linolsyre, men negativt assosiert med flerumettede fettsyrer (PUFA). Bacteroides ovatus vokser i antall med økt matinntak, fedme og midjeomkrets. Disse eksemplene hjelper oss å forstå hvordan disse tallene kan brukes til å iverksette helsemessige tiltak for å korrigere ubalanser i mikrobiomer i fremtiden.
Rapportmalen som er publisert i den nåværende studien er ment å erstatte de ikke-standardiserte formatene som brukes av forskjellige kommersielle og forskningsgrupper, som hemmer deres tolkning og sammenligning. Den konverterer forskningsdataene til en klinisk rapport, bidrar til å gjøre det umiddelbart praktisk.
FecalBiome har tre domener, Prøve, Pasient og resultat, ligner en metabolsk panelrapport. Det lar også samarbeidspartnere dele mye informasjon raskt, når forskning skjer på en lang rekke steder. Terskelen for rapportering kan settes individuelt i henhold til formålet med studien. Det rapporterer overflod, gjennomsnittlig overflod og informasjon om mikrober som er tilstede.
Den foreliggende rapporten gjør det dermed mulig å koble tarmbakteriell forskning til forståelig helseinformasjon, gjør det relevant for medisinsk praksis og pasienten. Det gir også enkel sammenligning på tvers av studier. Det vil hjelpe tarmutskiftningsprodukter til å bli vurdert raskere, og hjelpe bevisbasert medisin til å utvikle seg.
Studien ble publisert 11. september, 2019, i PLOS ONE .
Ny studie kan bidra til å forhindre dødelige infeksjoner hos babyer
Ny modell for vaginal mikrobiomtransplantasjon
Forskere bruker fagterapi for å lykkes med å behandle alkoholisk leversykdom
Kryptosporidiose forverret av ofte brukt probiotika
Vaginale bakterier knyttet til for tidlig fødsel
Geitemelkbasert formel som er bra for spedbarns tarmhelse
Hvordan massescreeningsinnsats har bidratt til å identifisere flere tilfeller av cøliaki hos barn
Et nytt massescreeningsprogram for barn i skolealder i Italia fant at den totale forekomsten av cøliaki har nesten doblet seg de siste 25 årene. Cøliaki sykdom Infographic. Bildekreditt:E
Immunceller reparerer skadet tarm hos barn med IBD
Ifølge en ny studie publisert i tidsskriftet Gastroenterologi , immunceller av en bestemt type som regulerer inflammatoriske prosesser og til og med hjelper til med å gjenopprette normal tarmfunksjo
Glycyrrhizic acid som stoffkandidat for COVID-19
Terapier for å motvirke skaden forårsaket av det alvorlige akutte respiratoriske syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) har vært få og langt mellom, til tross for forsøk på å oppdage nye medisiner og bruk