Neue computergestützte Modellierungsmethode sagt voraus, wie sich Darmmikroben im Laufe der Zeit verändern

Eine neue computergestützte Modellierungsmethode verwendet Momentaufnahmen davon, welche Arten von Mikroben im Darm einer Person gefunden werden, um vorherzusagen, wie sich die mikrobielle Gemeinschaft im Laufe der Zeit verändern wird. Das Werkzeug, entwickelt von Liat Shenhav, Leah Briscoe und Mike Thompson vom Halperin-Labor, Universität von California, Los Angeles, und Kollegen des Mizrahi-Labors der Ben-Gurion-Universität, Israel, wird präsentiert in PLOS Computerbiologie .

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Die Arten und relativen Mengen von Mikroben im Darm einer Person können ihren Gesundheitszustand widerspiegeln und beeinflussen. Zu wissen, wie sich die Zusammensetzung dieser mikrobiellen Gemeinschaft im Laufe der Zeit verändert, könnte wichtige Erkenntnisse über Gesundheit und Krankheit liefern. Jedoch, Es ist unklar, inwieweit die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft im Darm einer Person zu einem bestimmten Zeitpunkt ihre zukünftige Zusammensetzung bestimmt.

Um diese Frage zu beantworten, Shenhav und Kollegen entwickelten das Temporale Variabilitäts-Linear-Mixed-Modell (MTV-LMM) der mikrobiellen Gemeinschaft, eine neue Methode zur Modellierung zeitlicher Veränderungen der mikrobiellen Zusammensetzung des Darms. Beim Test mit realen Daten, Das neue Tool macht genauere Vorhersagen als andere Modelle, die zuvor für den gleichen Zweck entwickelt wurden.

Anschließend nutzten die Forscher MTV-LMM, um neue Erkenntnisse über die Dynamik des Mikrobioms zu gewinnen. Zum Beispiel, sie haben gezeigt, dass sowohl bei Säuglingen als auch bei Erwachsenen, Die Zusammensetzung der Darmmikrobiomgemeinschaft kann in der Tat auf der Grundlage früherer Beobachtungen der Gemeinschaft genau vorhergesagt werden. Sie wandten das Modell auch auf Daten von 39 Säuglingen an und zeigten eine wichtige Veränderung im Alter von 9 Monaten in der Veränderung des Darmmikrobioms im Laufe der Zeit.

Ich freue mich auf, MTV-LMM könnte angewendet werden, um die zeitliche Dynamik des Darmmikrobioms im Kontext von Krankheiten zu untersuchen, was zu einer verbesserten Diagnose und Behandlung führen könnte. Es könnte auch nützlich sein, um andere Arten von zeitlichen Mikrobiomprozessen zu verstehen, wie sie während der Verdauung auftreten.

Unser Ansatz bietet mehrere methodische Fortschritte, Aber das ist immer noch nur die Spitze des Eisbergs.“

Liat Shenhav, aus dem Halperin-Labor, Universität von California, Los Angeles

In der Zukunft, Sie und ihre Kollegen werden daran arbeiten, die Vorhersagegenauigkeit des Modells weiter zu verbessern und zusätzliche Anwendungen zu erkunden. „Die Modellierung des zeitlichen Verhaltens des Mikrobioms ist eine grundlegende wissenschaftliche Frage, mit potenziellen Anwendungen in der Medizin und darüber hinaus.“

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