Nu, en gruppe forskere er kommet med en ny metode til en hurtig og fuld skala analyse af alle typer bakterier i tarmen, samt en liste over arter, der findes i den sunde menneskelige tarm efter type og antal (GutFeelingKB), og en ny rapporteringsskabelon kaldet Fecal Biome Population Report (FecalBiome), der vil gøre det lettere at forstå præcis, hvad der sker i tarmen.
Krystalstruktur af formodet beta-galactosidase fra Bacteroides fragilis. Billedkredit:National Institutes of Health Mikroorganismer, eller mikrober, har eksisteret i meget lang tid, og forme både menneskers ydre og indre miljø. Ordet "mikrobiom" blev opfundet af Joshua Lederberg i 2001, som en måde at fokusere forskernes opmærksomhed på de mange interaktioner mellem mikroberne, der bor på og i vores kroppe, og deres samspil med vores menneskelige fysiologi. Udtrykket er nu blevet defineret som "et multisamfund af mikroorganismer i ethvert miljø:vært, levested, eller økosystem. ” Langt fra blot at være angribere, der er bøjet til vores ødelæggelse, det menneskelige mikrobiom omfatter en hel levende verden i sig selv, bringe et komplet og meget forskelligartet sæt gener, der interagerer og ændrer sig, og har også indflydelse på menneskers sundhed. Denne mikrobielle genetiske blanding kaldes metagenomet. Human Microbiome Project (HMP) tog fart i 2008 og har hjulpet med at katalysere større karakterisering og forståelse for, hvordan disse samfund fungerer.
Tarmmikrobiomforskning kræver præcis dataindsamling og analyse med høj gennemstrømning, samt faciliteter til at integrere de behandlede data på en organiseret måde til opbevaring, deling og adgang mellem forskergrupper. De fleste tidligere undersøgelser fokuserede på specifikke gener eller grupper af organismer, udelader store segmenter af de mikrobielle genomer. Også, forskellige referencestandarder har ført til en række udsagn om tarmsammensætningen.
Bakterier Bacteroides fragilis, en af hovedkomponenterne i det normale mikrobiom i menneskelig tarm, 3D illustration Kredit:Kateryna Kon / Shutterstock Faktisk, de fleste undersøgelser af metagenomet bruger kun et lille referencesæt af nukleinsyresekvenser fra allerede udvalgte mikrober eller mikrobielle gener. Dette skyldes vanskeligheden ved at parre de eksperimentelle data med den komplette nukleotiddatabase, der er tilgængelig med NCBI (NCBI-nt). Imidlertid, nye algoritmer kan nu gøre brug af sidstnævnte for at muliggøre en mere præcis analyse af eksperimentelle data for at give en mikrobiel overflodsprofil.
Det nuværende arbejde bygger på dette fundament for at danne en Gut Feeling Knowledge Base – GutFeelingKB - med prøver fra et sundt sæt deltagere. Disse tarmmikrobiota -prøver blev sekvenseret for at få et billede af, hvordan et sundt tarmmetagenom ser ud. Prøvenummeret blev udfyldt ved hjælp af 50 mere tilfældigt udvalgte sekvenser fra HMP.
Forskerne samlede også samlede sammenhængende sekvenser, eller fortsætter, som ikke svarer til nogen NCBI-nt-sekvens, men kan påvises i sunde fækale prøver. Contigs er således mørkt stof, ikke genkendelig ved nogen kendt nukleinsyresekvens, men som kan indbygges i sekvenser på 10, 000 nukleotider eller længere. Denne længde blev valgt for at reducere antallet af fremmede (artefaktuelle) konti i mørkt stof, mens det stadig inkluderede mikrobielt mørkt stof. GutFeelingKB er således et omfattende vidensgrundlag om det sunde humane tarmmikrobiom.
Dette blev derefter brugt som en reference til at konstruere en standardrapporteringsskabelon, hvor individuelle mikrobiomer kan rapporteres, at muliggøre direkte sammenligning af resultater mellem undersøgelser og prøver.
Forskerne lavede også en ny arbejdsgang ved hjælp af flere computerprogrammer og en filtreret tarmmikrobiel sekvensdatabase kaldet Filtered-nt, indeholder næsten 35, 000, 000 sekvenser, der tillader biologisk relevant fortolkning af prøvesekvenser, samtidig med at den garanterer, at hele det kendte sekvensrum er inkluderet.
Dermed, GutFeelingKB repræsenterer en grundigt kureret samling af nukleotidsekvenser med metadata fra 157 organismer i 60 slægter.
Det sunde humane mikrobiom indeholder således medlemmer fra 8 phyla, 18 familier, 60 slægter og 109 arter, mest fra Firmicutes (40%) og Bacteroidetes (20%) phyla. Yderligere 20% kommer fra Actinobacteria. Blandt firmaer, over halvdelen er Clostridia, tæt fulgt af Bacteroides, Bifidobakterier, Enterobakterier og Lactobacilli.
Alle prøverne var positive for 84 ud af de 109 organismer, som måske repræsenterer kerneartslisten.
Imidlertid, det er vigtigt at bemærke, at rundt om i verden, specifikke organismer, der ikke er på GutFeelingKB, er blevet kortlagt, såsom fusobakterier, visse Actinobacter- og Bacteroides -arter. Funktionen af denne platform vil være at fungere som en affyringsrampe for at sammenligne resultaterne af prøveanalyser fra raske individer, og give mere indsigt i de variationer, der observeres under påvirkning af kostfaktorer, sygdomme og medicin.
Bacteroides er den mest almindelige slægt i mange lande, i sundhed. Disse er generelt gavnlige inde i tarmen, men hvis de slipper væk, de griber chancen for at forårsage infektioner, der ofte er lægemiddelresistente og kan føre til en dødelighed på 20%. Imidlertid, i tarmen er de beskyttende mod andre patogener og hjælper med at nedbryde kulhydrater i kosten.
Tilsvarende Bifidobakterier er blandt de første bosættere i tarmen, findes ofte i probiotika, og producerer den vigtige kortkædede fedtsyre (SCFA) acetat, der styrker tarmepitelbarrieren mod infektion. En stamme af Bifidobacterium longum er fundet hos ét individ i en særlig lang levetidsgruppe i Kina.
Bifidobacterium -antallet stiger med et højere proteinindtag, og især med vegetabilsk protein. Kostopløselige fibre fremmer også dets vækst. Akkermansia er forbundet med mættet fedt og linolsyre, men negativt forbundet med flerumættede fedtsyrer (PUFA). Bacteroides ovatus vokser i antal med øget madindtag, fedme og taljeomkreds. Disse eksempler hjælper os med at forstå, hvordan disse tal kan bruges til at tage sundhedsforanstaltninger for at korrigere mikrobiom -ubalancer i fremtiden.
Rapportskabelonen offentliggjort i den aktuelle undersøgelse er beregnet til at erstatte de ikke-standardiserede formater, der bruges af forskellige kommercielle og forskningsgrupper, hvilket hæmmer deres fortolkning og sammenligning. Det konverterer forskningsdata til en klinisk rapport, hjælper med at gøre det umiddelbart praktisk.
FecalBiome har tre domæner, Prøve, Patient og resultat, ligner en metabolisk panelrapport. Det giver også samarbejdspartnere mulighed for hurtigt at dele en masse oplysninger, når der sker forskning på tværs af en lang række steder. Tærsklen for rapportering kan indstilles individuelt i henhold til undersøgelsens formål. Det rapporterer overflod, den gennemsnitlige overflod og information om de tilstedeværende mikrober.
Den foreliggende rapport tillader således, at tarmbakteriel forskning kan forbindes med forståelige sundhedsoplysninger, gør det relevant for lægepraksis og patienten. Det giver også let sammenligning på tværs af undersøgelser. Det vil hjælpe tarmudskiftningsprodukter til at blive gennemgået hurtigere, og hjælpe evidensbaseret medicin med at komme videre.
Undersøgelsen blev offentliggjort den 11. september, 2019, i PLOS ONE .
Plantebaseret kost forbedrer hjertesundheden via tarmmikrobiomet
Er C-sektion godt for barndommens sundhed?
Ny model for vaginal mikrobiomtransplantation
Kaffe hjælper med at udvikle sunde tarmmikrober og hjælper afføring
Typen af øvre luftvejsbakterier kan påvirke astmaens sværhedsgrad
Mikrober på tungen kunne bruges til at diagnosticere kræft i bugspytkirtlen
Tarmmikrobiom ændrer sig ved tilberedning af vegetabilske fødevarer,
siger ny undersøgelse Da forskere fra UC San Francisco og Harvard gik sammen om at finde ud af, hvordan tarmmikrobiomet påvirkes af madlavning, de fandt ud af, at der sker store ændringer hos menneske
Blodprøve for mikrobielt DNA kan advare om kræft
En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Natur den 11. marts, 2020, kunne transformere de nuværende holdninger til kræftårsag og diagnose. Forskerne er kommet med en ny teknik til at opdage
Tarmbakterier knyttet til stærkere muskler hos ældre mennesker
En fed ny undersøgelse tyder på, at muskelstyrken hos ældre voksne kan være højere på grund af, delvis, mekanismer, der involverer tarmbakterier. Tarmbakterierne er relateret til muskelmasse og fysi