Forskare upptäcker en ny koppling mellan en klass av ihållande föroreningar och tarmmikrobiom

Forskare vid Duke University har slutfört den mest omfattande studien hittills om hur en klass av ihållande föroreningar som kallas halvflyktiga organiska föreningar (SVOC) är associerade med tarmmikrobiomet hos mänskliga barn.

Resultaten visar att vissa SVOC är korrelerade med mängden bakterier och svamparter som lever i människans matsmältningskanal och kan påverka dem annorlunda, tillhandahålla en potentiell mekanism för att mäta exponering för en mängd olika av dessa ämnen. Studien föreslår också att exponering för giftiga halogenerade föreningar, kemikalier som innehåller kol och en halogen, såsom klor och brom, kan skapa en nisch för bakterier som matas av dem - bakterier som vanligtvis inte finns i människans tarm.

Vi hittade bakterier som forskare använder för jordbioremediering för att avlägsna klorerade lösningsmedel, som inte är en organism som du kan förvänta dig att hitta i någons tarm. Anledningen till att den används i jord är att avgifta och ta bort klor, vilket tyder på att det kanske också är just därför de är i dessa tarmar. "

Claudia Gunsch, Theodore Kennedy professor i civil- och miljöteknik, Duke University

Resultaten visas online den 30 oktober i tidningen Environmental Science &Technology Letters .

"Vi vill förstå effekterna av exponering för SVOC på vårt tarmmikrobiom och hur det kan leda till positiva eller negativa hälsoutfall, "Sade Gunsch." Men just nu är det en stor svart låda som vi inte förstår. "

SVOC är en bred klass av luktfria kemikalier som släpps ut från byggmaterial och konsumentprodukter, ofta avdunstar och sätter sig på dammpartiklar och vattendroppar. Nästan alla i den utvecklade världen utsätts regelbundet för åtminstone några av dessa föreningar, på grund av deras vanliga användning i industri- och konsumentprodukter.

Tanken att dessa kemikalier kan ha effekter på det mänskliga mikrobiomet och påverka hälsan är relativt ny, och forskningen för att avslöja vad dessa kan vara och varför de uppstår är fortfarande i sin linda. En viktig arbetslinje riktar sig till barn eftersom de vanligtvis har högre exponeringshastigheter, på grund av att spendera mer tid på att spela på dammiga golv där SVOC samlas, och eftersom deras växande kroppar är mer mottagliga för nya miljöstressorer.

En väg för att orsaka turbulens i ett växande barns liv är genom att påverka tarmmikrobiomet. Består av de komplexa grupper av bakterier och svampar som växer och lever tillsammans i hela människans matsmältningskanal, tarmmikrobiomet har visat sig ha en tydlig betydelse för både barndomsutveckling och vuxnas hälsa. Även om vissa studier redan har visat att vissa SVOC har en inverkan på barns tarmmikrobiom, de kemikalier som studeras är bara en liten bråkdel av de som människor utsätts för.

"I teorin, störningar i tarmmikrobiomen hos barn kan vara associerade med långsiktiga hälsoeffekter, "tillade Courtney Gardner, biträdande professor i civil- och miljöteknik vid Washington State University, som genomförde studien medan han fortfarande var medlem i Gunschs laboratorium. "Men innan vi verkligen kan studera någon av dem för tydliga orsaker, vi måste få en uppfattning om vilka SVOC -klasser som verkar vara de mest negativt associerade med mikrobiomgemenskaper. "

I deras första utforskande angrepp på detta område, Gunsch, Gardner och deras kollegor på Duke mätte halterna av dussintals SVOC som cirkulerade i nästan 80 barns kroppar mellan tre och sex år. De karakteriserade också var och en av barnens tarmmikrobiom och letade sedan efter samband mellan skillnaderna de hittade och exponeringar för SVOC.

Det var ingen brist på data att arbeta med, som forskarna hittade 29 SVOC -föreningar i mer än 95% av de tagna proverna. De fann också samband mellan föreningarna som finns i barns blod eller urin och de relativa mängderna av viktiga mikrober, inklusive 61 bakterier och 24 svampar. Efter att ha arbetat igenom de olika biomarkörerna och relationerna, forskarna kom med två intressanta insikter.

Den första var att barn med höga halogenerade SVOC har några ovanliga gäster i tarmen.

Forskarna fann också att medan vissa SVOC hade en negativ effekt på bakterier i tarmmikrobiomet, andra hade en positiv effekt. Med mer forskning om exakt hur dessa olika kemikalier påverkar de olika tarmarterna på sina egna sätt, detta arbete kan ge möjlighet att använda en ögonblicksbild av tarmens mikrobiella gemenskap som ett fönster till vad SVOC ett barn har utsatts för.

"Det är för närvarande riktigt komplicerat och dyrt att mäta vilka kemikalier människor har utsatts för om du inte redan vet vad du letar efter, "sa Gunsch." Däremot, det här är ganska enkelt. Om vi ​​kunde få en tillförlitlig ögonblicksbild av SVOC -exponering bara genom att sekvensera en mikrobioms genetiska signatur, Vi kan använda det för att hjälpa oss att förstå mer om de hälsoeffekter dessa kemikalier har på våra barn och oss själva. "

• UC San Diego proaktiva strategier upptäckte och förhindrade effektivt överföring av COVID-19 på campus
• Forskare skapar första kartan över mikrobiom av tandplack hos vuxna