Vedci zistili predtým neznámu reakciu v črevnom mikrobióme

Črevný mikrobióm, je zbierkou mnohých prospešných druhov baktérií, je kľúčom k našej celkovej pohode a dobrému zdraviu. Nedávne štúdie spájajú črevný mikrobióm s niekoľkými prospešnými vlastnosťami, napríklad pomoc pri vývoji nášho imunitného systému a ochrana pred patogénnymi infekciami.

Mnoho smrteľných patogénov je pohyblivých, čo znamená, že sa môžu spontánne pohybovať, a ich schopnosť infikovať je založená na ich reakcii na rôzne environmentálne podnety. Hlavnými podnetmi pre patogény sú molekuly (alebo metabolity) produkované v čreve. Patogény interpretujú odlišné metabolity odlišne a sú nimi buď priťahované, alebo odpudzované (tj. migrovať k nim alebo od nich).

Metabolit indol je príkladom malej molekuly produkovanej mikrobiómom, ktorá je bohatá na črevá a je silným repelentom pre baktérie. Podľa doktora Pushkara Leleho odborný asistent, a doktor Arul Jayaraman, profesor, na Katedre chemického inžinierstva Artie McFerrinovej na Texas A&M University, táto skutočnosť viedla k jednoduchej otázke:„Prečo indol - ktorý produkuje mnoho našich prospešných bakteriálnych druhov - neodpudzuje dobré črevné baktérie spolu so zlými?“

Ak chcete odpovedať na túto otázku, výskumný tím vrátane Lele, Jayaraman a Dr. Michael Manson z Katedry biológie v Texase A&M, študoval reakciu prospešných črevných baktérií, E. coli na indol. V článku v Zborník Národnej akadémie vied , vedci opisujú objav predtým neznámej reakcie na indol, v ktorých sa zdá, že molekula odpudzuje a priťahuje baktérie. Táto Janusova odpoveď - pomenovaná podľa rímskeho boha Janusa, ktorý mal dve tváre, jeden sa pozerá do budúcnosti a jeden sa pozerá do minulosti - súvisí s tým, ako indol interpretujú bakteriálne chemoreceptory.

Zistili sme, že v E. coli sú dva receptory, ktoré cítia indol. Človek cíti indol ako repelent, a človek cíti indol ako atraktant. Dlhodobá expozícia vysokým koncentráciám indolu znecitlivuje receptor, ktorý ho interpretuje ako repelent. To vedie k tomu, že indol je vnímaný iba ako atraktant. “

Dr. Pushkar Lele, odborný asistent, Texaská univerzita A&M

Podľa Jayaramana, Janusova odpoveď ukazuje veľké množstvo sofistikovanosti, a objav by mohol viesť k lepšiemu pochopeniu zložitosti črevného mikrobiómu. „Užitočné baktérie sa hromadia na povrchoch čreva na základe niektorých spoločných znakov, "povedal Jayaraman." Navrhujeme, aby jednou z týchto vlastností bola schopnosť produkovať alebo cítiť indol. Baktérie, ktoré produkujú indol, by sa mohli zoskupiť a pritiahnuť do miest, kde sú koncentrácie indolu vysoké. "

Pretože baktérie, ktoré produkujú indol v čreve, sú typicky zapletené do vrstiev hlienu medzi inými baktériami, koncentrácia indolu klesá, keď sa človek dostane ďalej od zdroja indolu. Pretože patogény majú tendenciu prechádzať črevom relatívne ďaleko od baktérií, ktoré produkujú indol, nie je pravdepodobné, že by sa dlhodobo stretli s vysokými koncentráciami indolu. Preto nie sú senzibilizovaní na indol, a každý indol, s ktorým sa stretnú, ich odpudzuje.

Štúdie naďalej ukazujú, že je dôležité mať v čreve rozmanitú zmes prospešných baktérií. Podľa Lele, tento výskum je krokom k pochopeniu toho, ako sa črevný mikrobióm môže časom meniť. „Kľúčová otázka je, "Ako rôzne druhy baktérií kolonizujú konkrétne medzery?" Venovali sme sa časti tejto otázky, "povedala Lele." Ďalším krokom je preskúmať reakciu viacerých druhov baktérií na zmes rôznych metabolitov, ktoré sa nachádzajú v čreve. "

• Výskum mikrobiómov odhaľuje novú formu tolerancie voči antibiotikám
• Vedci identifikujú črevný mikrób generovaný vedľajším produktom spojeným s kardiovaskulárnymi ochoreniami