Tarmmikrober spelar en viktig roll för att skydda mot arsenisk toxicitet,

forskning visar Forskning som utförts vid Montana State University visar att mikrober i människans tarm spelar en viktig roll för att skydda mot arsenisk toxicitet, ett problem som berör uppskattningsvis 200 miljoner människor som utsätts för arsenik genom förorenat dricksvatten.

Under de senaste fem åren har MSU doktorand Michael Coryell har arbetat med sin rådgivare, Seth Walk, och kommittémedlem, Timothy McDermott, att undersöka hur människans tarmmikrobiom påverkar arsenik efter att det har intagits. Nu, Coryell är huvudförfattare till ett papper publicerat 21 december i tidningen Naturkommunikation som beskriver hans fynd om hur tarmmikrobiomen är avgörande för fullt skydd mot akut arsenikstoxicitet.

Med arsenik som toppar federala byrån för giftiga ämnen och sjukdomsregisters lista över de mest giftiga kemikalierna under de senaste 20 åren, forskningen är särskilt viktig eftersom även kroniska låga nivåer kan leda till cancer eller hjärt -kärlsjukdomar senare i livet.

Coryell, en doktorand i mikrobiologi och immunologi och stipendiat i programmet Molekylär biovetenskap vid MSU:s college för jordbruk och College of Letters and Science, sa att han är hoppfull att hans arbete kommer att bidra till utvecklingen av probiotiska och mikrobiomfokuserade terapier som kan minska risken för arsenic toxicitet.

"En av de nästa stora utmaningarna för mikrobiomforskare blir att översätta laboratoriefynd som detta till verkliga lösningar, "sa Coryell, som 2016 vann ett prestigefyllt Ruth L. Kirschstein Individual Predoctoral National Research Service Award från National Institutes of Health.

Tidigare studier har visat att mikrober i miljön biokemiskt kan omvandla naturligt förekommande arsenik i mark eller stenar -antingen till mindre giftiga eller mer giftiga former -ett ämne McDermott forskar i MSU:s avdelning för markresurser och miljövetenskap vid College of Agriculture.

Vad forskare inte vet så mycket om är vad mikrober i människans tarm gör med arsen innan det absorberas i kroppen, sa Walk, docent i MSU:s institution för mikrobiologi och immunologi och seniorförfattare till uppsatsen.

"Det finns många faktorer som påverkar sjukdomen - en persons miljö, diet, genetik - men vi kan bara utvärdera några av dessa saker i mänskliga studier genom att observera olika genotyper av människor som har olika dieter eller dricker vatten från olika källor, "Walk sa.

Coryell använde laboratoriemöss för att skapa experimentella kontroller för att reda ut variablernas påverkan. Han fann att antibiotika störde tarmmikrobiomet, tillåter mer arsenik att ackumuleras i vävnaderna, snarare än att utsöndras.

"Det var ett intressant fynd eftersom det visade att även om det fanns viss mikrobiell aktivitet i tarmen, mössen var inte lika bra på att bli av med arsenik och tog förmodligen mer av det i sitt system och byggde upp mer i sina vävnader, "Sa Coryell.

Möss som höjdes utan mikroorganismer påverkades på samma sätt, Sa Coryell. Men när organismer från det mänskliga mikrobiomet introducerades, de hade en skyddande effekt.

"Det var ett stort framsteg, "Walk sa, "eftersom vi kunde titta på de bakteriefria mössen och lägga tillbaka mikrobiomerna vi ville undersöka från olika människor. Vi fann att beroende på vilken mikrobiom mössen fick, de var skyddade i varierande grad. "

Dessa resultat tyder på att vissa människors mikrobiom kan vara mer skyddande än andra, Walk sa, och kan svara på frågan om varför vissa människor som dricker från en gemensam vattenkälla som är besmittade med arsenik utvecklar sjukdom senare i livet medan andra inte gör det.

"Den idén har verkligen inte införlivats med någon epidemiologisk studie eller modell, "Walk sa." Folk rör sig in i detta fält, men vad våra data visar ganska definitivt är att både mikrobiomet och dess sammansättning spelar roll.

"Så, för att förutsäga hur sannolikt vissa individer är att utveckla sjukdom, vi måste redogöra för mikrobiomen och hur skyddande den är, "sa han." Dessa resultat hjälper oss att skapa den grunden. "

En bättre förståelse för hur mikrobiomet skyddar mot toxiner som arsenik kan gynna samhällen eller byar med förorenade vattenkällor genom probiotiska eller andra mikrobioterapier, särskilt eftersom det inte alltid är praktiskt eller möjligt att byta ut en vattenkälla, Walk sa.

"Mikrobiomforskning går över till mikrobiomfokuserade terapier för vad vi vet att det spelar en roll i, och ren mat och vatten är ett stort ämne här i Montana och runt om i världen, " han sa.

• MD Anderson Cancer Center och 4D pharma samarbetar för att utvärdera bioterapeutisk onkologisk pipeline
• MUSC -forskare avslöjar en ny orsak till larynxsymtom