Enzymförbehandling ger en mycket exakt bild av hudbakterier

Frisk hud har en bakteriell sköld för att skydda mot bakterier:mikrobiomet. Denna komplexa sammansättning av mikroorganismer ansågs tidigare vara svår att dechiffrera. Ett team av forskare har nu lyckats använda enzymet benzonas för att identifiera de levande bakterierna i hudpinnar genom sekvensering. Deras metod öppnar nya möjligheter för diagnos och behandling inom dermatologi.

Vid många hudsjukdomar som atopisk dermatit och akne, bakterieskiktet som skyddar huden är skadat.

Vårt mål är att lära sig vilken roll de olika typerna av hudbakterier spelar vid sådana sjukdomar. "

Dr Martin Köberle, Chef för Dermatoinfectology Laboratory, Klinikum Rechts der Isar vid Münchens tekniska universitet (TUM)

Tidigare ansträngningar från hudläkare för att undersöka den detaljerade sammansättningen av mikrobiomet har träffat avspärrningar. Anledningen:I konventionella kulturer odlade på agarplattor, inte alla bakterier trivs och förökar sig lika bra. Som ett resultat, vissa sakta växande arter kan helt förbises. Nackdelen med nyare genetiska analysmetoder är att stora mängder DNA -sekvenser från hudceller och fragment av döda bakterier fångas upp. Detta minskar informationsvärdet för resultaten.

Att skilja det genetiska vete från agnarna

Dr Köberle och biologen Dr. Yacine Amar, båda en del av prof. Biedermanns team på kliniken och Polyklinik för dermatologi och allergologi vid TUM, har utvecklat en metod för att ta bort DNA-icke-målarter i samarbete med en internationell, tvärvetenskapligt team. De använde en speciell egenskap hos enzymet benzonas. Det förstör nukleotidkedjorna som bär ärftlig information i allt levande genom att bryta ner dem i korta fragment. Endast levande bakterier vars DNA skyddas av en yttre cellvägg slipper förstörelse av enzymet.

Benzonase har använts under en tid, till exempel för att rena proteiner:Enzymerna bryter upp alla främmande DNA- och RNA -fragment. Dessa kan sedan avlägsnas i en centrifug, lämnar proteinerna bakom. Urvalet av hudbakterier fungerar enligt samma princip:Genetiskt material från hudceller eller döda bakterier bryts upp av enzymet och kan sedan separeras från provet. De återstående bakterierna kan förstöras mekaniskt, tillåta studier av deras DNA.

"Våra experiment visade att med denna metod, vi kan verkligen helt eliminera icke-mål-DNA och välja hudmikrobiom, "säger projektledaren Yacine Amar. I labbet studerade han inledningsvis artificiella prover som innehöll en blandning av mänskliga celler och döda och levande bakterier som skapats med ett strikt protokoll och förbehandlades med benzonas." Processen som sedan användes-känd som 16S-sekvensering-gav en mycket exakt bild av sammansättningen av de intakta bakterierna, "säger forskaren. Analysen av riktiga hudpinnar var lika framgångsrik:Inget resterande DNA från döda bakterier hittades i proverna.

Dr Köberle är övertygad om att detta tillvägagångssätt också kommer att spela en nyckelroll i framtida forskning:"Det enzymbaserade urvalet av levande hudbakterier kan hjälpa oss att hitta mikrobiella biomarkörer för vissa dermatologiska sjukdomar och även att identifiera bakterier som har ett positivt inflytande på sjukdomsförloppet. Kanske kommer de att användas i behandlingar en dag. " Den nya metoden för mikrobiomanalys används redan i många kohortstudier om hudsjukdomar vid TUM Clinic och Polyclinic for Dermatology.

• UC San Diego övervakningssystem för avloppsvatten möjliggör tidig upptäckt av de flesta fall av COVID-19
• Mount Sinai tilldelade mer än 4 miljoner dollar för att utvärdera screening av anal cancer hos högrisk kvinnor