Štúdia:Genetické rozdiely v imunitnom systéme formujú baktérie, ktoré kolonizujú tráviaci systém

Genetické rozdiely v imunitnom systéme formujú zbierky baktérií, ktoré kolonizujú tráviaci systém, podľa nového výskumu vedcov z Chicagskej univerzity.

V starostlivo kontrolovaných experimentoch s použitím bezmikrobných myší osídlených mikróbmi z konvenčne chovaných myší, vedci ukázali, že zatiaľ čo zloženie mikrobiálneho vstupu do značnej miery určovalo výsledný mikrobióm príjemcov, genetické rozdiely medzi kmeňmi myší tiež hrali svoju rolu.

Keď je vstup štandardizovaný, môžete porovnať myši rôznych genetických kmeňov a zistiť, čo táto genetika robí s mikrobiómom u recipientných myší. Tento prístup nám umožnil zistiť, či existuje genetický vplyv, a skutočne existuje. Takže, ďalšia otázka bola, aké mechanizmy sú zahrnuté? "

Alexander Chervonsky, MD, PhD., výskumník mikrobiómov

Chervonsky je hlavným autorom novej štúdie, Vydaný v Bunkové správy .

Prekonanie starších efektov

Jednou z výziev, ktorým čelia výskumníci mikrobiómov, je, že porovnanie výsledkov experimentov kvôli „dávkovým efektom“ alebo „starým účinkom“ môže byť náročné. Keď vedci prenášajú mikróby z jednej myši na druhú, výsledok je do značnej miery určený mikrobiómom zdrojového zvieraťa, aké jedlo jedia, kde bývajú, atď.

Takže aj keď vedci v dvoch rôznych laboratóriách používajú presne to isté plemeno myší s rovnakým genetickým pozadím, pri analýze mikrobiómu príjemcov uvidia dva rôzne obrázky. "Vstup definuje výstup, “Povedal Chervonsky.

Aby sa tieto efekty prekonali, Chervonsky a mikrobiológ Tatyana Golovkina, PhD., spoluautor novej štúdie, starostlivo obmedzili svoje experimenty, aby urobili porovnanie jabĺk s jablkami. Prenesli mikróby z jednej konvenčne chovanej myši do mnohých geneticky identických myší z gnotobiotického (bez zárodkov) myšieho zariadenia UChicago.

Tieto myši sú špeciálne chované, aby nemali v tele žiadne baktérie ani tráviace ústrojenstvo od narodenia, aby poskytli prázdnu tabuľku, aby zistili, čo sa stane, keď sú kolonizované baktériami.

Chervonsky a Golovkina tieto kroky mnohokrát zopakovali, prenos mikróbov z jednej zdrojovej myši k mnohým príjemcom, niektoré s podobným genetickým pozadím a niektoré s malými rozdielmi v imunitnom systéme.

Potom pracovali s patologičkou Aly A. Khanovou, PhD., a Dionysios Antonopoulos, PhD., mikrobiológ z Argonne National Laboratory, analyzovať genómové sekvencie výsledných mikrobiómov u recipientných myší a ich potomstva a porovnať účinky rôznych génov imunitného systému.

Úlohu zohráva viacero imunitných mechanizmov

Zvieratá majú dva primárne typy imunity:vrodenú, alebo vrodené, imunita, ktorá používa štandard, pevne zapojené mechanizmy na ochranu pred patogénmi, a adaptívna imunita, ktorá sa „učí“, keď sa stretáva s rôznymi patogénmi, a používa T bunky a B bunky na zacielenie na svoje jedinečné receptory. Niektoré z myší, ktoré Chervonsky a Golovkina použili pri svojich experimentoch, boli kongénne, alebo geneticky rovnaké, s výnimkou rozdielov v časti genómu, ktorá sa nazýva hlavný histokompatibilný lokus (MHC), ktorá určuje adaptívnu imunitu.

Keď sa pozreli na to, ako tieto rôzne imunitné mechanizmy tvarovali mikrobiómy recipientných myší, vedci zistili, že adaptívna imunita má určitý vplyv na určité kmene baktérií, celkovo účinky neboli dramatické.

V niektorých prípadoch, baktérie dokonca využili adaptívnu imunitnú odpoveď na to, aby sa im darilo. Namiesto toho väčšinu rozdielov, ktoré videli, možno pripísať vrodeným polymorfným génom, alebo rôzne variácie génov v MHC.

„Manipulácia s adaptívnym systémom vedie k určitým zmenám, ale na naše prekvapenie, neboli dramatické, „Chervonsky povedal.“ Prevažná väčšina mechanizmov, ktoré určujú rozdiely vo výsledku, sú tie, ktoré sú polymorfné, ale nie sú súčasťou adaptívnej imunitnej odpovede. “

Golovkina uviedla, že dúfa, že táto práca bude príkladom pre štandardizáciu štúdií mikrobiómov. Gnotobiotické zariadenie je kľúčovou súčasťou prebiehajúceho výskumu imunitného systému, genetika a mikrobióm pod záštitou inštitútu Duchossois Family Institute v UChicago.

Pomocou štandardných nástrojov, ako sú myši bez zárodkov, starostlivo kontrolujte podmienky experimentov, vedci môžu stavať na predchádzajúcej práci namiesto toho, aby vykonávali jednorazové, samostatné experimenty.

„V mnohých rôznych typoch výskumu existujú štandardy, ale vo výskume mikrobiómov sa takmer nevyskytujú, „Povedala Golovkina.„ Pokúšame sa vytvoriť štandard analýzy pre tieto otázky o tom, ako porovnávať rozdiely v mikrobiálnom zložení. “

• Deti s celiakiou a alergickými zápalovými poruchami nemusia potrebovať odstrániť sóju zo stravy
• Ústne spreje s vitamínom D sú rovnako účinné ako užívanie tablety