Mikrobiome Fuerschung entdeckt nei Form vun Antibiotikatoleranz

Antibiotike kënnen d'Infektiounen einfach maachen. Awer wéi beaflossen se déi komplex Ökosystemer vu frëndleche Bakterien, déi eise Mikrobiom ausmaachen?

"Wann en Dokter Antibiotike verschreift, et setzt e multi-facettéierten Experiment an Ärem Magen-Darm-System op, "erkläert dem Carnegie säi Will Ludington" Wat kann dëst eis iwwer d'molekulare Prinzipie vun Aartinteraktiounen an der Natur léieren? "

Nei Aarbecht geleet vum Ludington an der Stanford University's K.C. Den Huang huet ugefaang dës usprochsvoll Fro ze beäntweren an huet eng nei Form vun Antibiotikatoleranz entdeckt. Hir Erkenntnisser, déi wichteg Gesondheetsimplikatiounen hunn, ginn publizéiert vun eLife .

Dëst ass eng vu ville Fuerschungsfronte op deenen de Ludington d'Fruuchtfliegmikrobiom benotzt fir d'Interaktiounen tëscht Arten an enger bakterieller Gemeinschaft ze verstoen. Et poséiert en idealt Ëmfeld fir béid natierlech Bakteriepopulatiounen an de mënschleche Mikrobiom ze sonden.

De mënschleche Mikrobiom ass en Ökosystem vun Honnerte bis Dausende vu mikrobiellen Aarten, déi an eisem Darm liewen. Et beaflosst eis Gesondheet a souguer eis Liewensdauer. Awer et ass schwéier déi myriad Weeër z'erklären, déi déi verschidden Aarten, déi eise Mikrobiom ausmaachen, interagéiere mateneen an beaflossen, och ënner normale Bedéngungen. Wann Antibiotike agefouert ginn, wéineg gëtt verstan iwwer wéi dës vital Gemeinschaften op engem biochemesche Niveau beaflosst ginn.

Dofir mécht d'Fruuchtflig sou en exzellente Modell. Am Géigesaz zum mënschleche Mikrobiom, et besteet aus nëmmen eng Handvoll Bakterienaarten.

Mir wollte wierklech verstoen wéi en Antibiotikum säin Zil fir spezifesch physiologesch Prozesser déi metabolesch Interaktiounen an d'Deele vu Ressourcen beaflosst, déi tëscht Bakterienaarten an enger Gemeinschaft geschitt. Dëst ass besonnesch wichteg well an der Natur Bakterien an diversen Gemeinschaften liewen. "

Andrés Aranda-Díaz, Lead Auteur vun der Stanford University

D'Einfachheet vum Uebstfléienmikrobiom mécht et de perfekte Gefier fir z'entdecken wéi dëst biochemescht Zesummespill vun der Aart duerch d'Aféierung vun Antibiotike geännert gëtt.

"Mir hu festgestallt datt d'Interaktiounen tëscht Arten am Darmmikrobiom Ökosystem d'Effektivitéit vun Antibiotike beaflossen fir eng individuell Aart an dëser Gemeinschaft ëmzebréngen, wéi och de ganze Metabolismus vun der Gemeinschaft, "sot den Huang.

D'Fuerscher hunn bewisen datt wann eng Aart Bakterie aus dem Uebstmikrobiom flitt, genannt Lactobacillus-déi och am Joghurt fonnt ginn-gëtt zesumme mat enger Esseg produzéierende Fliege Bakterie mam Numm Acetobacter ugebaut, et ass manner ufälleg fir den Doud duerch Antibiotike.

Dëst ass eng nei fonnt Kategorie vun engem Phänomen genannt Antibiotikatoleranz, dat heescht datt d'Zellen vill méi lues stierwen wa se zesumme fonnt gi wéi se eleng géifen. Toleranz ka geféierlech sinn, well dës Verzögerung de Risiko erhéicht datt voll Resistenz géint den Antibiotikum kéint evoluéieren.

"Normalerweis, Toleranz geschitt wann eng Zell säi Metabolismus verlangsamt an Äntwert op d'Antibiotikastralung, "erkläert Ludington." Awer an dësem Fall, d'Toleranz ass tatsächlech mam verstäerkte Metabolismus verbonnen. "

Et stellt sech eraus datt d'Acetobacteren d'Melksäure verbrauchen, déi vum Nopeschlakt Lactobacillus als Offallprodukt ausgeschloss gëtt, bitt e Fitnessvirdeel fir béid Aarten an ausléist d'Toleranz déi d'Team entdeckt huet.

"Mir wëssen nach net genau wéi et geschitt, awer mir mengen datt déi zwou Bakterienaarten allebéid 'wëssen' wann déi aner Zort Zell do ass an entspriechend reagéieren, "sot de Benjamin Obadia vum UC Berkeley." Dës Mechanismen si méiglecherweis evoluéiert aus Zesummeliewen, a mir hätten se net gesinn wa mir déi zwou Aarte isoléiert studéiert hunn. "

D'Aarbecht vum Team weist datt de Mikrobiom e wichtegt Tool ka sinn fir d'Relatiounen bannent Gemeinschaften vu Bakterien an der natierlecher Welt op engem biochemesche Niveau ze verstoen.

"Et illustréiert och datt d'Guttmikrobiom Gesondheet sollt berécksiichtegt ginn wann Antibiotike verschriwwen ginn, "huet Ludington derbäigesat.

D'Prinzipien ze studéieren fir Art-Spezies Interaktiounen ze regelen sinn de Schlëssel fir sou vill iwwer Ökosystemer grouss a kleng ze verstoen an de Mikrobiom ass e kritescht Mëttel fir dës Froen ze exploréieren.

Eng aner kierzlech verëffentlecht Zesummenaarbecht tëscht Ludington, Huang, an en anere Stanford Fuerscher-Biolog Lucy O'Brien-entwéckelt nei Technologie fir den Darm vu liewegen Uebstfléien ze visualiséieren. Bellymount genannt, et huet et hinnen erlaabt fir d'éischt Kéier individuell Bakterienzellen am Darm vun enger lieweger Uebstfléi ze beobachten.

"Andeems Dir de Mikrobiom an Echtzäit observéiert, mir konnten hir Dynamik moossen, "sot de Ludington vun hirem Pabeier, deen an der PLOS Biologie opgetaucht ass.

D'Fuerschungsteam huet festgestallt datt spezifesch Regiounen vum Darm eng héich Mikrobiomstabilitéit hunn an anerer hunn e kontinuéierlechen Ëmsaz. Dëst weist datt et Strukturen am Uebstfliegdarm sinn, déi d'Kolonisatioun erhalen an d'Dier opmaacht fir d'Méiglechkeet datt Uebstfléien dës Strukture kënne evoluéiert hunn fir hir Mikrobiome ze halen.

"Elo hu mir d'Kraaft fir tatsächlech d'Ofkierzung vun de 'Gespréicher' tëscht Mikrobiom Bakterien ofzehuelen, an d'Darmzellen an hirer Ëmgéigend, "sot den Huang

• Gastrointestinal Manifestatiounen a fecal-mëndlech Iwwerdroung vum Roman Coronavirus
• Fuerscher fannen virdru onbekannt Äntwert am Darmmikrobiom