Stomach Health > želudac Zdravlje >  > Q and A > želudac pitanje

Istraživači koriste genomske alate i superračunala za proučavanje mikrobioma crijeva dojenčadi

Od 2017. godine Istraživač sa Sveučilišta Alabama u Birminghamu, Casey Morrow, Dr. Sc., i Hyunmin Koo, Dr. Sc., koristili su moćne genomske alate i superračunala koja analiziraju ogromne količine genetskih podataka za identifikaciju pojedinih sojeva unutar jedne vrste crijevnog mikrobioma.

Ova metoda "otiska prsta" mikrobioma pomogla je u otkrivanju majčinskih izvora mikroba za mikrobiome dojenčeta ili miša kao i pokazivanje ekstremne postojanosti crijevnih mikrobnih sojeva kod odraslih ljudskih blizanaca koji su desetljećima živjeli odvojeno.

Sada su Koo i Morrow svoja istraživanja stabilnosti mikrobnih sojeva prenijeli na dojenčad i djecu, dobi ubrzo nakon rođenja (oko 6 mjeseci) do 6 godina. Općenito, otkrili su da postoje individualni obrasci specifičnosti mikrobnog soja kako se razvijaju mikrobiomi crijeva dojenčadi.

Mikrobni ekosistem crijeva dojenčadi počinje s kratkotrajnim promjenama u sastavu mikroba koje se na kraju povlače u stabilan mikrobni sastav, fokus ovog istraživanja. Ove stabilne interakcije mikroba i domaćina bitne su za učinkovitu probavu hrane, zdrav imunološki razvoj i otpornost na kolonizaciju patogenima.

Općenito, ranom mikrobiološkom zajednicom crijeva dominiraju mikrobi koji se mogu hraniti ugljikohidratima prisutnim u majčinom mlijeku ili formuli, kao što su Bifidobacterium adolescentis .

Kako dijete raste, prijelaz na krutu hranu i fizički rast rezultiraju promjenama u prostornoj strukturi crijeva, što pridonosi promjenama u fizičkom i kemijskom okruženju koje pružaju nove ekološke niše mogućnosti za rast mikrobnih sojeva. Ovaj prijelaz ekosustava korelira s pojavom Bacteroidetes - kao što je Bacteroides vulgatus - unutar strukture crijevne mikrobne zajednice. "

Casey Morrow, Dr. Sc., Sveučilište Alabama u Birminghamu

Istraživači UAB -a primijenili su svoju tehniku ​​otiska prsta mikroba na dva skupa podataka o metagenomskom sekvenciranju DNA, iz prethodno objavljenih studija drugih, fekalnih uzoraka dojenčadi i male djece prikupljenih u vremenskoj seriji. Prvi skup od 31 dojenčadi uzeo je uzorke ubrzo nakon rođenja i u 1. 2 i 3 godine starosti.

Četrnaest od te djece imalo je više antibiotskih lijekova, što može poremetiti crijevni mikrobiom; ostali nisu imali antibiotike. Drugi skup podataka uključivao je devet dojenčadi uzorkovanih od 6 mjeseci starosti do 6 godina; četvorica od devet dobili su više antibiotika.

Od 17 dojenčadi u prvom skupu podataka koja nisu primala antibiotike tijekom tri godine nakon rođenja, uzorak specifičan za dojenčad viđen je za stabilne i nestabilne mikrobne sojeve. Samo jedno dijete nije imalo identificirane stabilne sojeve od 20 analiziranih vrsta bakterija. Za 14 dojenčadi koja su imala više doza antibiotika, 10 prikazuje jedinstveni obrazac prolaznih sojeva koji se pojavio kratko vrijeme nakon više tretmana antibioticima.

Za drugi skup podataka, istraživači UAB -a analizirali su stabilnost crijevnih mikrobnih sojeva Bacteroides vulgatus i Bifidobacterium adolescentis do šest godina nakon rođenja. Otkrili su pojedinačne specifične obrasce različitih dominantnih mikrobnih sojeva koji su bili neovisni o izloženosti antibioticima i načinu rođenja.

Važno je, nije bilo očite veze između promjena naprezanja u B. vulgatus i B. adolescentis . Na primjer, jedno dijete koje je dobilo više antibiotika imalo je ograničenu promjenu B. vulgatus sojeva kao B. adolescentis sojevi su se uvelike promijenili, dok je drugo dojenče koje je dobilo više antibiotika imalo suprotan obrazac promjena soja.

Istraživači su također vidjeli nekoliko primjera prolazne promjene soja mikroba u kratkim razdobljima, bez antibiotskih tretmana, slijedi oporavak do dominantnog soja. Iako je pokretačka snaga tih promjena nepoznata, bilo je nekoliko slučajeva u kojima je došlo do promjene kompletnog soja specifičnog za dojenčad B. vulgatus i za B. adolescentis dogodio. Metapodaci za tu djecu nisu pokazali očitu povezanost tih promjena sa spolom, zemlja podrijetla, način poroda ili hoće li dojenče razviti dijabetes.

"Rezultati naše analize korištenjem oba skupa podataka ističu da je promjena mikrobnog soja svojstvena razvoju mikrobnog ekosustava dojenčadi u crijevima, "Koo i Morrow su rekli." Nadalje, rezultati naše studije podržavaju uporabu metode praćenja soja za praćenje razvoja stabilne i zdrave mikrobne zajednice. "

Sutra, Koo i kolege koristili su svoj alat za otiske prstiju mikroba u prethodnim studijama praćenja soja. 2017. godine, otkrili su da su mikrobi donatora izmeta - koji se koriste za liječenje pacijenata s ponavljajućim infekcijama Clostridium difficile - ostali u primatelja mjesecima ili godinama nakon transplantacije izmeta.

2018. godine, pokazali su da su promjene u gornjem gastrointestinalnom traktu operacijom pretilosti dovele do pojave novih sojeva mikroba. U 2019. godini, analizirali su stabilnost novih sojeva kod pojedinaca nakon liječenja antibioticima, i ranije ove godine, radili su istraživanje blizanaca za odrasle, koji je pokazao da blizanci dijele određeni soj ili sojeve između svakog para godinama, pa čak i desetljeća, nakon što su počeli živjeti odvojeno jedno od drugog.

I ove godine, pokazali su da se individualizirani mozaik mikrobnih sojeva prenio na crijevni mikrobiom djeteta od majke koja je rodila vaginalnim porođajem, kako je analizirano u parovima majka-dojenče, kao i mišje brane i mladunčad.

Other Languages