Forskere manipulerer bakteriearter i tarmen ved å bruke diett

Forskere fra Stanford University School of Medicine har vist at ved å manipulere kosthold i en musemodell, det er mulig å favorisere engraftment av en bestemt bakteriestamme fremfor andre.

Kreditt:Kateryna Kon/Shutterstock.com

Når det gjelder probiotika, forskere forstår fortsatt ikke hvorfor visse stammer av gunstige bakterier er mer vellykkede til å ta bolig i tarmen enn andre.

Derimot, den nåværende studien har vist at spesielle kostfaktorer kan brukes til å manipulere bakteriestammene i mikrobiomet.

Ved å justere mengden av et bestemt karbohydrat i mat eller vann, teamet var i stand til å kontrollere hvor mye en bakterie vokser i tykktarmen.

Selv om vi fortsetter å skaffe nye stammer gjennom livet, denne oppkjøpet er en dårlig organisert og ikke godt forstått prosess. Denne studien antyder at det kan være mulig å omforme mikrobiomet vårt på en bevisst måte for å forbedre helse og bekjempe sykdom. "

Justin Sonnenberg, Seniorforfatter

Som rapportert i Natur , Sonnenberg og kolleger besøkte San Jose Wastewater Treatment Facility for å lete etter bakteriestammer som kan fordøye en tang som kalles nori, en ingrediens som er relativt sjelden i amerikanske dietter. De undersøkte bakteriene for en evne til å bruke et karbohydrat i nori kalt porfyran for å fordøye tangen.

"Genene som lar en bakterie fordøye porfyran er ekstremt sjeldne blant mennesker som ikke har tang som en vanlig del av kostholdet, "forklarer Sonnenburg.

"Dette tillot oss å teste om vi kunne omgå reglene for komplekse økosystemer ved å lage en privilegert nisje som kunne favorisere en enkelt mikrobe ved å la den eksistere i fravær av konkurranse fra de 30 billioner andre mikrober i tarmen."

Etter å ha identifisert en nori-fordøyende stamme, teamet introduserte det i tre grupper av mus. To av gruppene fikk tarmbakteriene erstattet med tarmbakterier fra to friske menneskelige donorer, og en tredje gruppe hadde et musespesifikt tarmmikrobiom.

Ved å mate musene en typisk musekost, teamet fant at porfyranfordøyelsesstammen kunne trekke inn i to grupper mus i forskjellige og begrensede omfang. I en av gruppene som huser tarmbakterier fra mennesker, den nye stammen ble fullstendig avvist.

Derimot, når musene ble fôret med en diett rik på porfyran, forskerne observerte en betydelig endring. Den nye stammen ble vellykket og robust innarbeidet i lignende grad i alle musegrupper.

Dessuten, det var mulig å nøyaktig justere populasjonsstørrelsen til den nye bakteriestammen ved å øke eller redusere mengden nori dyrene spiste.

Sonnenberg sier at diettens direkte effekt på bakteriepopulasjonen var veldig tydelig. Han tror at evnen til å manipulere disse svært formbare tarmmikrober kommer til å forme fremtiden for presisjonshelse:

En lege hvis pasient skal begynne immunterapi mot kreft, kan velge å også administrere en bakteriestamme som er kjent for å aktivere immunsystemet, for eksempel.

Motsatt, en pasient med en autoimmun sykdom kan ha nytte av et annet sett med mikrobioter som kan slå ned en overaktiv immunrespons. De er bare en veldig kraftig spak for å modulere vår biologi innen helse og sykdom. "

Justin Sonnenberg, Seniorforfatter

• Spiserørskreftrisiko kan reduseres med esomeprazol og lavdose aspirin
• Alkohol skader mikrobiomet i munnen