Genetik kan påverka sammansättningen av mikrobiomet mer än miljöfaktorer

Forskare som studerar möss vid Technion-Israel Institute of Technology har funnit att mikrobiomet påverkas av genetik mycket mer än det är av moderns födelsemiljö.

Kateryna Kon | Shutterstock

Vaginal födelse, som innebär överföring av mikrobiota från mamma till nyfödd, hade ingen långvarig inverkan på avkommans mikrobiom. Studieförfattaren Yechezkel Kashi säger att han blev förvånad över hur mycket mer genetik påverkar mikrobiomet, jämfört med moderns födelsemiljö:

Det var också en besvikelse eftersom det föreslog att fördelarna med probiotika kanske bara varar så länge som man tar dem. ”

Är probiotika värt att ta?

I UK, cirka tre fjärdedelar av en miljard pund per år spenderas på probiotiska produkter som är tänkta att gynna vår hälsa. Tarmarna är fulla av mikrober som bakterier, virus och svampar som ökar hälsan genom att hjälpa kroppen att absorbera näringsämnen, metabolisera läkemedel och ”träna” immunsystemet.

Att förändra en persons individuella blandning av mikrobioter kan påverka deras hälsa och många forskare tror att stimulering av fördelaktiga bakterier har positiva hälsoeffekter. Dock, pålitliga bevis för att så är fallet saknas fortfarande.

För att bevisa att probiotiska produkter är fördelaktiga, forskare skulle behöva visa att bakterierna de innehåller överlever att ätas och passeras genom den mycket sura magmiljön.

De skulle också behöva visa att bakterierna bosätter sig i tarmen där de sedan häckar och ökar bakteriepopulationen som redan finns där. Till sist, de måste bevisa att detta har en gynnsam hälsoeffekt hos en betydande andel människor.

Även om leverantörer av probiotika hävdar många hälsofördelar för sina produkter, de i Europa måste nu annonsera i enlighet med European Food Safety Authority, som säger att bevisen kring hälsofördelarna med probiotiska produkter är otillräckliga.

Konsult kolorektal kirurg James Kinross bedriver klinisk forskning om ämnet vid Imperial College London. Kinross håller med om att medan de levande bakterierna i probiotiska produkter tycks överleva magen och bosätta sig i tarmen, det verkar också som om en person slutar ta dem, de spolas ur tarmen.

Han rekommenderar att de används för personer med sjukdomar som irritabel tarmsyndrom eller infektiös diarré men tror att bevisen för att de är fördelaktiga för friska människor saknas.

Moderns födelsemiljö har liten effekt på mikrobiomet på lång sikt

För den aktuella studien, Kashi och kollegor karakteriserade mikrobiomerna hos två inavlade stammar av möss, nämligen svarta möss (C57BL/6J), och vita möss (BALB/c). De korsade sedan de svartvita mössen så att en grupp av kors inkluderade en mamma som var svart och den andra inkluderade en mamma som var vit.

I båda grupperna, avkommor var samma nyans av grått och delade liknande genetik, oavsett vilken mamma som var svart och vilken som var vit.

Anledningen till att mössstammarna korsades är att, under födseln, mikrober överförs från moderns vaginala kanal till avkomman, vilket betyder att svarta och vita möss skulle skicka olika uppsättningar mikrobiotor till sina avkommor.

Som nyligen rapporterats i tidningen Tillämpad och miljömikrobiologi , moderns födelsemiljö hade liten inverkan på avkommans mikrobiom. Mikrobiomerna liknade varandra oavsett om avkomman hade mammor som var svarta eller vita, vilket indikerar att all moders sådd under födseln inte tog.

Testar påverkan av matkälla på mikrobiomet

I ett ytterligare experiment, forskarna testade en annan miljöfaktor som kan påverka mikrobiomet, som var en matkälla. För denna studie, de svartvita mössen hölls ihop i samma burar.

"Möss är koprofager. De äter avföring, och i fångenskap, de äter sina burkompisars avföring, "förklarar medförfattaren Hila Korach-Rechtman. Eftersom avföring innehåller mikrobiomet, de vita mössen exponerades för de svarta mössens mikrobiota och de svarta mössen för de vita mössens mikrobiota.

Teamet fann att detta gjorde någon skillnad för djurens mikrobiomer, men effekten kvarstod bara så länge mössen hölls ihop i samma burar. När de olika mössstammarna separerades, deras mikrobiomer ändrades tillbaka till sin ursprungliga komposition, säger Korach-Rechtman

"Självklart, vi kan inte antyda att samma modell skulle gälla för människor, "säger Kashi. Men det finns bevis som stöder denna hypotes, med några experiment som visar på både möss och människor att vissa gener korrelerar med vissa arter av mikrober.

Denna genetiska variation kan påverka tarmmikrobiomen via mekanismer som "skillnader i slemhinnans tarmstruktur ... skillnader i metabolism såsom gallsyrasekretion ... potentiellt luktreceptoraktivitet ... och antimikrobiella peptider och andra genetiska determinanter för immunsystemet systemet, "föreslår Kashi och kollegor.

För att bestämma effekten av både moderns stam och koprofagi, forskarna samlade avföring från de olika stammarna och utförde DNA -sekvensering för att analysera djurens mikrobiomer. De tillämpade sedan bioinformatikanalys på de sekvenser de erhöll.

I båda experimenten, slutsatsen var densamma:det var genetiken som främst bestämde mikrobiomet, med moderns födelsemiljö och koprofagi som bara har ett mindre inflytande.

• MIT -forskare utvecklar nytt material som kan göra det lättare att ta bort kolonpolyper
• Ekologiska äpplen har probiotiska egenskaper