Tarmmikrober spiller en viktig rolle i å beskytte mot arsen toksisitet,

forskning viser Forskning utført ved Montana State University viser at mikrober i tarmene spiller en viktig rolle for å beskytte mot arsen toksisitet, et problem som berører anslagsvis 200 millioner mennesker som blir utsatt for arsen gjennom forurenset drikkevann.

De siste fem årene har MSU -doktorand Michael Coryell har jobbet med sin rådgiver, Seth Walk, og komitémedlem, Timothy McDermott, for å undersøke hvordan det menneskelige tarmmikrobiomet påvirker arsen etter at det er blitt inntatt. Nå, Coryell er hovedforfatter av et papir publisert 21. desember i tidsskriftet Naturkommunikasjon som beskriver funnene hans om hvordan tarmmikrobiomet er avgjørende for full beskyttelse mot akutt arsenstoksisitet.

Med arsen som toppet det føderale byrået for giftige stoffer og sykdomsregisters liste over de mest giftige kjemikaliene de siste 20 årene, forskningen er spesielt viktig fordi selv kroniske lave nivåer kan føre til kreft eller kardiovaskulær sykdom senere i livet.

Coryell, en doktorgradskandidat i mikrobiologi og immunologi og stipendiat i Molecular Biosciences -programmet ved MSU's College of Agriculture og College of Letters and Science, sa at han er håpefull at arbeidet hans vil bidra til utvikling av probiotiske og mikrobiomfokuserte terapier som kan redusere risikoen for arsen toksisitet.

"En av de neste store utfordringene for mikrobiomforskere vil være å oversette laboratoriefunn som dette til virkelige løsninger, "sa Coryell, som i 2016 vant en prestisjetung Ruth L. Kirschstein Individual Predoctoral National Research Service Award fra National Institutes of Health.

Tidligere studier har vist at mikrober i miljøet biokjemisk kan transformere naturlig forekommende arsen i jord eller bergarter -enten til mindre giftige eller mer giftige former -et emne McDermott forsker på MSUs avdeling for landressurser og miljøvitenskap ved College of Agriculture.

Det forskerne ikke vet så mye om, er hva mikrober i tarmene gjør med arsen før det absorberes i kroppen, sa Walk, førsteamanuensis i MSUs institutt for mikrobiologi og immunologi og seniorforfatter av avisen.

"Det er mange faktorer som påvirker sykdom - en persons miljø, kosthold, genetikk - men vi kan bare evaluere noen av disse tingene i menneskelige studier ved å observere forskjellige genotyper av mennesker som har forskjellige dietter eller drikker vann fra forskjellige kilder, "Walk sa.

Coryell brukte laboratoriemus for å lage eksperimentelle kontroller for å sortere variabelenes påvirkning. Han fant ut at antibiotika forstyrret tarmmikrobiomet, slik at mer arsen kan samle seg i vevet, i stedet for å bli utskilt.

"Det var et interessant funn fordi det viste at selv om det var en viss mikrobiell aktivitet i tarmen, musene var ikke like flinke til å bli kvitt arsenet og tok sannsynligvis mer av det inn i systemet og bygde opp mer i vevet, "Sa Coryell.

Mus oppdrettet uten mikroorganismer ble påvirket på samme måte, Sa Coryell. Men da organismer fra det menneskelige mikrobiomet ble introdusert, de hadde en beskyttende effekt.

"Det var et stort fremskritt, "Walk sa, "fordi vi var i stand til å se på de bakteriefrie musene og sette tilbake mikrobiomene vi ønsket å undersøke fra forskjellige mennesker. Vi fant at avhengig av hvilken mikrobiom musene fikk, de var beskyttet i ulik grad. "

Disse resultatene antyder at mikrobiomet til noen mennesker kan være mer beskyttende enn andre, Walk sa, og kan svare på spørsmålet om hvorfor noen som drikker fra en felles vannkilde som er besatt av arsen, utvikler sykdom senere i livet mens andre ikke gjør det.

"Den ideen har virkelig ikke blitt inkorporert i noen epidemiologisk studie eller modell, "Walk sa." Folk beveger seg inn i dette feltet, men det våre data viser ganske definitivt er at både mikrobiomet og dets sammensetning har betydning.

"Så, for å forutsi hvor sannsynlige visse individer er for å utvikle sykdom, vi må redegjøre for mikrobiomet og hvor beskyttende det er, "sa han." Disse resultatene hjelper oss med å etablere det grunnlaget. "

En bedre forståelse av hvordan mikrobiomet beskytter mot giftstoffer som arsen kan være til fordel for lokalsamfunn eller landsbyer med forurensede vannkilder gjennom probiotiske eller andre mikrobiomterapier, spesielt siden det ikke alltid er praktisk eller mulig å bytte ut en vannkilde, Walk sa.

"Mikrobiomforskning går over til mikrobiomfokuserte terapier for det vi vet at det spiller en rolle i, og ren mat og vann er et stort tema her i Montana og rundt om i verden, " han sa.

• MD Anderson Cancer Center og 4D pharma jobber sammen for å evaluere bioterapeutisk onkologisk rørledning
• MUSC -forskere avdekker en ny årsak til laryngeal symptomer