Stomach Health > Mo. Gesondheet >  > Q and A > Mo. Fro

Neit Tool fir den Darmmikrobiom ze entschlësselen

Déi Millioune Bakterien, déi am Darm wunnen, spillen eng ganz wichteg Roll an der Gesondheet an an der Krankheet. Wéi och ëmmer, e konstant Thema war de Mangel u Versteesdemech vun der aktueller Zesummesetzung vum gesonde mënschlechen Darmmikrobiom.

Elo, eng Grupp vu Wëssenschaftler ass mat enger neier Method komm fir eng séier a vollstänneg Analyse vun all Zort Bakterie am Darm, souwéi eng Lëscht vun Aarten, déi am gesonde mënschlechen Darm no Typ an Zuel fonnt ginn (GutFeelingKB), an eng nei Berichterstattungsschabloun mam Numm Fecal Biome Population Report (FecalBiome) deen et méi einfach mécht ze verstoen genau wat am Darm geschitt.

Kristallstruktur vu putative Beta-Galactosidase vu Bacteroides fragilis. Bildkreditt:National Institutes of Health

Mikroorganismen, oder Mikroben, sinn eng ganz laang Zäit ronderëm, a gestalten souwuel d'extern an intern Ëmwelt vu Mënschen. D'Wuert "Mikrobiom" gouf vum Joshua Lederberg am Joer 2001, als Wee fir d'Opmierksamkeet vu Wëssenschaftler op déi multiple Interaktiounen tëscht de Mikroben ze wunnen, déi op an an eise Kierper wunnen, ze fokusséieren, an hir Interaktioun mat eiser mënschlecher Physiologie. De Begrëff gouf elo definéiert als "eng Multi-Arten Gemeinschaft vu Mikroorganismen an all Ëmfeld:Host, Liewensraum, oder Ökosystem. " Wäit net einfach Eruewerer op eis Zerstéierung ze béien, de mënschleche Mikrobiom enthält eng ganz Liewenswelt an sech selwer, bréngt e komplette an héich diversen Set vu Genen, déi interagéieren an änneren, an hunn och en Impakt op d'mënschlech Gesondheet. Dës mikrobiell genetesch Mëschung gëtt de Metagenome genannt. De Human Microbiome Project (HMP) huet am Joer 2008 ugefaang an huet gehollef eng méi grouss Charakteriséierung a Verständnis ze katalyséieren wéi dës Gemeinschafte funktionnéieren.

Gut Mikrobiome Fuerschung erfuerdert héich Duerchgang korrekt Datensammlung an Analyse, souwéi Ariichtungen fir d'veraarbecht Daten an enger organiséierter Manéier fir d'Lagerung z'integréieren, Deelen an Zougang tëscht Fuerschungsgruppen. Déi meescht fréier Studien konzentréiere sech op spezifesch Genen oder Gruppen vun Organismen, loosst grouss Segmenter vun de mikrobielle Genome aus. Och, verschidde Referenznormen hunn zu enger Vielfalt vun Aussoen iwwer d'Darmkompositioun gefouert.

Bakterien Bacteroides fragilis, ee vun de Haaptkomponenten vum normale Mikrobiom vum mënschlechen Darm, 3D Illustratioun Kreditt:Kateryna Kon / Shutterstock

Tatsächlech, déi meescht Studien iwwer de Metagenome benotzen nëmmen e klenge Referenzsetz vun Nukleinsäure Sequenze vu scho gewielte Mikroben oder mikrobielle Genen. Dëst ass wéinst der Schwieregkeet fir experimentell Daten mat der kompletter Nukleotid Datebank mat dem NCBI (NCBI-nt) ze koppelen. Wéi och ëmmer, nei Algorithmen kënnen elo déi lescht benotze fir eng méi genau Analyse vun experimentellen Donnéeën z'erméiglechen fir e mikrobiellen Iwwerflossprofil ze kréien.

Déi aktuell Aarbecht baut op dëser Fondatioun fir eng Gut Feeling Knowledge Base –GutFeelingKB ze bilden - mat Proben aus engem gesonde Set vu Participanten. Dës Darmmikrobiota Proben goufen sequenzéiert fir e Bild ze kréien vu wéi e gesonde Darmmetagenome ausgesäit. D'Proufnummer gouf ausgefëllt mat 50 méi zoufälleg ausgewielte Sequenzen aus dem HMP.

D'Fuerscher hunn och zesummegesat ugeschloss Sequenzen gesammelt, oder weider, déi net mat enger NCBI-nt Sequenz entspriechen awer a gesonde fecale Proben erkannt kënne ginn. Contigs sinn also donkel Matière, net erkennbar mat enger bekannter Nukleinsäure Sequenz, awer déi a Sequenzen vun 10 gebaut kënne ginn, 000 Nukleotiden oder méi laang. Dës Längt gouf gewielt fir d'Zuel vun auslänneschen (artefaktuellen) donkelen Matière Contigs ze reduzéieren wärend nach ëmmer mikrobiell donkel Matière abegraff. De GutFeelingKB ass also eng ëmfaassend Wëssenbasis iwwer de gesonde mënschlechen Darmmikrobiom.

Dëst gouf dann als Referenz benotzt fir eng Standard Berichterstattungsschabloun ze bauen wou individuell Mikrobiome kënne gemellt ginn, fir en direkten Verglach vu Resultater tëscht Studien a Proben z'erméiglechen.

D'Wëssenschaftler hunn och en neie Workflow erstallt mat verschiddene Computerprogrammer an enger gefilterter Darmmikrobieller Sequenz Datebank mam Numm Filtered-nt, enthält bal 35, 000, 000 Sequenzen déi biologesch relevant Interpretatioun vu Probe Sequenzen erlaben, wärend Dir Garantie bitt datt de ganze bekannte Sequenzraum abegraff ass.

  • De CensuScope Algorithmus identifizéiert d'éischt d'Organismen fir e mikrobielle Profil vun der Probe ze liwweren. Wann eng vun den identifizéierten Organismen net schonn am GutFeelingKB sinn, ginn se derbäigesat.
  • Zweetens, HIVE-Hexagon gëtt benotzt fir eng Lieskaart fir all d'Liesen an all Probe ze kreéieren andeems kuerz Liesen séier a präzis mat bekannte Sequenzen ausgeriicht ginn. Dëst gëtt der Iwwerfloss Profiler.
  • Endlech, IDBA-UD gëtt benotzt fir d'Liesen ze montéieren. Wann se 10 000 Nukleotiden an der Längt oder méi laang sinn, si sinn an der donkeler Matière vum Metagenome abegraff. Dëst derbäigesat zu der viregter Analyse gëtt d'Zomm vun de bekannten an onbekannten Organismen am Mikrobiom.
  • MaAsLin gouf och benotzt fir Diätfaktoren mam bakterielle Iwwerflossprofil ze associéieren, Faktoréiere vu Variatiounen an der Diät vun all Mënsch vun Dag zu Dag wéi och tëscht verschiddenen Individuen.

Also, GutFeelingKB stellt eng grëndlech curéiert Sammlung vun Nukleotidsekvensen mat Metadaten aus 157 Organismen a 60 Gattungen duer.

De gesonde mënschleche Mikrobiom enthält also Memberen aus 8 Phylen, 18 Familljen, 60 Gattungen an 109 Aarten, meeschtens vun de Firmicutes (40%) a Bacteroidetes (20%) Phylen. Aner 20% kommen aus Actinobacteria. Ënnert Firmicutes, iwwer d'Halschent si Clostridia, enk gefollegt vu Bacteroides, Bifidobakterien, Enterobakterien a Lactobacilli.

All d'Prouwe ware positiv fir 84 vun den 109 Organismen, déi vläicht d'Käraartlëscht duerstellt.

Wéi och ëmmer, et ass wichteg ze bemierken datt ronderëm d'Welt, spezifesch Organismen, déi net op der GutFeelingKB sinn, goufen kartéiert, wéi Fusobakterien, bestëmmte Actinobacter a Bacteroides Arten. D'Funktioun vun dëser Plattform wäert sinn als Startschoss ze handelen fir d'Resultater vun der Probe Analyse vu gesonde Leit ze vergläichen, a gitt méi Abléck iwwer d'Variatioune beobachtet ënner dem Afloss vun Nahrungsfaktoren, Krankheeten a Medikamenter.

Organismen am Darm

Bacteroides ass déi eenzeg reichst Gattung a ville Länner, an der Gesondheet. Dës si generell gutt am Darm awer wann se entkommen, si gräifen d'Chance fir Infektiounen ze verursaachen déi dacks Medikamentresistent sinn an zu engem 20% Fatalitéit féieren. Wéi och ëmmer, am Darm si si schützend géint aner Pathogenen an hëllefen Kuelenhydrater an der Diät ofzebriechen.

Ähnlech, Bifidobakterien gehéieren zu den éischte Siedler vum Darm, ginn dacks a Probiotika fonnt, a produzéiert déi wichteg kuerzkette Fettsäure (SCFA) Acetat, déi d'Darmepithelbarriär géint Infektioun stäerkt. Ee Stamm vun Bifidobacterium longum gouf an engem Individuum an enger besonnesch laanglieweger Leitgrupp a China fonnt.

Diät an Nährstoffer - wéi verbannen se sech mat Darmbakterien?

Bifidobacterium Zuelen klammen mat enger méi héijer Proteinopnahm, a besonnesch mat Geméisprotein. Diätléislech Faser fördert och säi Wuesstum. Akkermansia ass verbonne mat gesättigte Fett a Linolsäure, awer negativ verbonne mat polyunsaturéierte Fettsäuren (PUFA). Bacteroides ovatus wiisst an der Zuel mat enger verstäerkter Nahrungsaufnahm, Adipositas an Tailleumfang. Dës Beispiller hëllefen eis ze verstoen wéi dës Zuelen kënne benotzt gi fir gesondheetlech Handlung ze huelen fir Mikrobiom Ongläichgewichte an der Zukunft ze korrigéieren.

FecalBiome Schabloun

D'Berichterstellungsschabloun, déi an der aktueller Studie verëffentlecht gouf, soll déi net-standardiséierte Formater ersetzen, déi vu verschiddene kommerziellen a Fuerschungsgruppen benotzt ginn, déi hir Interpretatioun a Verglach belaascht. Et konvertéiert d'Fuerschungsdaten an e klineschen Bericht, hëlleft et direkt handlungsfäeg ze maachen.

FecalBiome huet dräi Domainen, Prouf, Patient a Resultat, gläicht engem metabolesche Panelbericht. Et erlaabt och Kollaborateuren vill Informatioun séier ze deelen, wann d'Fuerschung iwwer eng breet Palette vu Plazen geschitt. D'Schwell fir Berichterstattung kann individuell festgeluecht ginn wéi den Zweck vun der Studie. Et bericht den Iwwerfloss, den duerchschnëttleche Heefegkeet an Informatioun iwwer déi präsent Mikroben.

Resumé

Den aktuelle Bericht erlaabt also Darmbakteriell Fuerschung mat verständleche Gesondheetsinformatioun ze verbannen, mécht et relevant fir medizinesch Praxis an de Patient. Et erlaabt och einfache Verglach iwwer Studien. Et hëlleft Darm Ersatzprodukter méi séier ze iwwerpréiwen, an hëlleft Beweiser-baséiert Medizin fir de Fortschrëtt.

D'Etude gouf den 11. September verëffentlecht, 2019, an PLOS NËMMEN .