Lab-möss kan ha skillnader i tunntarmsmikrobiom jämfört med människor

Det finns en växande enighet om att tarmmikrobiomet är involverat i många aspekter av fysisk och psykisk hälsa, inklusive uppkomsten av Parkinsons sjukdom, multipel skleros, och till och med vissa beteenden. Särskilt tunntarmens mikrobiota kommer sannolikt att ha viktiga effekter på människors hälsa eftersom de flesta näringsämnen och läkemedel absorberas av kroppen på denna plats. För att studera tarmmikrobiomet, forskare använder vanligtvis möss och råttor eftersom dessa djur är lätta att ta hand om, reproducera snabbt, och har många biologiska likheter med människor. Men det finns betydande skillnader mellan människor och dessa djur. En sådan skillnad-benägenheten för laboratorie gnagare att äta sin egen avföring-kan ha stora konsekvenser för forskning relaterad till tunntarmens mikrobiom.

I en studie publicerad i tidskriften Mikrobiom , forskare i laboratoriet i Rustem Ismagilov, Caltechs Ethel Wilson Bowles och Robert Bowles professor i kemi och kemiteknik och direktör för Jacobs Institute for Molecular Engineering for Medicine, visar att standardlabbmöss (som konsumerar sin avföring) kan ha viktiga skillnader i sina mikrobiella samhällen i tunntarmen jämfört med människor.

Forskarsamhället har varit medvetet i många decennier om att laboratoriegnagare förbrukar avföring, en praxis som kallas koprofagi, men det som inte har förståtts är hur denna aktivitet faktiskt påverkar förhållandena i tunntarmen, säger Bogatyrev, Caltech postdoktor i kemiteknik och huvudförfattare till studien.

"De flesta forskare antar också att koprofagi löses genom att möss stannar på trådgolv som gör att avföringen kan falla igenom. Men råttor och möss är mycket bra på att äta bajs precis när det kommer ut, " han säger, "så vi misstänkte att trådgolven faktiskt inte var så effektiva."

I studien, Bogatyrev och hans medforskare undersökte mikrobiomet i tunntarmen hos labbmöss för att se om mikrobiomet och dess funktion skiljer sig åt när dessa möss hindras från att konsumera sin egen bajs, och om det skulle göra dessa lab möss mer lik människor.

Att få reda på, forskargruppen utrustade möss med "svanskoppar"-i princip små musblöjor som fångar djurens avföring och hindrar dem från att äta den. När forskarna analyserade tarminnehållet och mikrobiella samhällen hos dessa blöjda möss, de fann betydande skillnader i sina tunntarmar jämfört med standardmöss.

Som man kan förvänta sig, möss som konsumerade bajs hade mycket högre mikrobiella belastningar (cirka 100 gånger högre), av tjocktarm (och avföring) mikrobiota, och olika profiler av gallsyror i tunntarmen, jämfört med de blöjda mössen. Deras tarmar var liknande, dock, för människor med mikrobiella överväxtstörningar, såsom tunntarmbakteriell överväxt (SIBO), som kan orsaka diarré och viktminskning. I kontrast, förhållandena i tunntarmen hos mössen som inte åt sin egen avföring liknade mer förhållandena i tunntarmen hos en frisk människa.

Bogatyrev kallar processen för att föra avföringsbakterier i tunntarmen genom koprofagi "självreinkokering". Genom att konsumera sin egen bajs, mössen återinför bakterier från tjocktarmen till tunntarmen, och ändra villkoren och mikrobiella samhällen i övre tarmen.

Bogatyrev och hans kollegor försökte inte avgöra hur självreokulation i allmänhet kan påverka forskning som involverar möss, men de misstänker att det kan ha omfattande konsekvenser för många forskningsområden om matsmältningssystemen hos musmodellerna inte beter sig som hos människor.

Ett område kan vara kostforskning. Om du har fler mikrober i tunntarmen, den där, i sin tur påverkar gallsyrasammansättningen där och näringsämnena i kosten kan absorberas annorlunda. Fetter, till exempel. Ett annat område kan omfatta probiotika och tarmens mikrobiella ekologi. Själv reinokulering kan orsaka inkonsekventa resultat i kontrollerade administrationsprotokoll eftersom du inte vet hur probiotika återinförs i tarmen av djuren själva. "

Sa Bogatyrev, Caltech postdoktor i kemiteknik och huvudförfattare till studien

Och ett annat stort område där koprofagi skulle ha betydelse kan vara läkemedelsforskning, Bogatyrev tillägger. Forskare använder gnagare i prekliniska modeller, och de administrerade läkemedlen absorberas ofta i tunntarmen, där de potentiellt kan påverkas av tunntarmsmikrobiota.

"Även om det finns ett erkännande att självåterinokulation med fekal flora och metaboliter kan vara ett problem och det kan påverka vissa studieresultat, vi vet bara inte ännu hur viktigt det är. Detta arbete tyder på att effekterna av självåterinokulation måste testas noggrant, som ger en uppsjö av möjligheter för framtida forskning, "Säger Bogatyrev.

• Växtbaserade dieter förbättrar hjärthälsan via tarmmikrobiomet
• Ovanligt stor,