Žarnyno bakterijos: stebinantis virusų poveikis

Mikrobiomas vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį sveikatos srityje. Neseniai atliktas tyrimas ištyrė, kaip virusai, naikinantys žarnyno bakterijas, veikia šiuos mikrobus. Išvados daro jau ir taip komplikuotą vaizdą kur kas labiau.

Bakteriofagų (pavaizduotų čia) yra daugiau nei bakterijų.

Norėdami gauti daugiau tyrimų paremtos informacijos apie mikrobiomą ir kaip tai veikia jūsų sveikatą, apsilankykite mūsų specializuotame centre.

Mikrobiomas yra ir patrauklus, ir madingas.

Padidėjęs visuomenės susidomėjimas paskatino finansavimą mūsų ir mūsų žarnyno bakterijų sąveikai tirti.

Mokslininkai dabar nustatė ryšį tarp mikrobiomo ir įvairių sąlygų, pradedant diabetu ir nutukimu, baigiant Parkinsono liga ir depresija.

Dėl žarnyno bakterijų aukšto lygio maisto prekių parduotuvių lentynose dabar gausu probiotinių produktų.

Nepaisant didelio jų prieinamumo ir populiarumo, vis dėlto yra nedaug įrodymų, leidžiančių manyti, kad jie teikia daug privalumų, neatsižvelgdami į nedaugelį konkrečių sąlygų.

Nors mokslininkai žino, kad mikrobai mumyse yra gyvybiškai svarbūs, vis dar toli reikia sukurti būdą, kaip juos pagerinti, siekiant pagerinti sveikatą ir kovoti su ligomis.

Pagrindinė to priežastis yra akinantis mikrobiomo sudėtingumas. Tai nėra vienas, homogeniškas darinys, bet mikroskopinių būtybių pasaulis, kurie sąveikauja, daro įtaką ir slopina savo kaimynus, galinčius žudyti, maitinti ir bendrauti tarpusavyje.

Jau šiuo metu galime pamatyti didžiulius sunkumus suprasti mikrobiomos smulkmenas, tačiau kai kurie tyrinėtojai tiria kitą sudėtingumo lygį: bakteriofagus.

Pristatome bakteriofagą

Bakteriofagai arba tiesiog fagai yra virusai, kurie tik sunaikina bakterijas. Neįtikėtina, kad fagų skaičius viršija bakterijas; kur yra bakterijos, ten yra fagai kastuvuose.

Fagai taip pat yra specifiniai; jie linkę sunaikinti tik vieną bakterijų rūšį ar padermę. Prieš atsirandant antibiotikams, mokslininkai kovai su infekcijomis naudojo fagus. Tačiau kai mokslininkai atrado antibiotikus, jie užėmė fagų vietą; antibiotikai buvo pigesni ir lengviau pagaminami nei fagai.

Dabar, kai atsparumas antibiotikams auga, kai kurie tyrinėtojai peržiūri fagų terapijos idėją.

Žinoma, jei fagai naikina bakterijas, jie greičiausiai paveiks mikrobiomą. Mokslininkai iš Brighamo ir moterų ligoninės bei Wysso instituto, Bostone, MA, domisi, kaip šie gausūs virusai gali paveikti mūsų žarnyno bakterijas. Jie paskelbė savo naujausio tyrimo rezultatus žurnale Mobilusis ryšys ir mikrobas.

„Vienas iš pagrindinių mano laboratorijos interesų yra suprasti žarnyno mikrobiomo dinamikos pokyčius. Bakteriofagai yra didžiulė mikrobiomo sudedamoji dalis, tačiau jie dar nebuvo daug ištirti “.

Vyresnysis tyrimo autorius dr. Georg Gerber

Kas yra fagai?

Nors žinome, kad fagų yra daug žarnyne, apie jų elgesį nežinome daug.

"Kai kurie žmonės tyrinėja fagų terapiją, naudodami fagus mikrobams naikinti", - sako dr. Gerberis, - tačiau fagai natūraliai randami ir žarnyne, egzistuojantys kartu su likusia ekosistema. Norėjome sužinoti, ką jie ten veikia “.

Norėdami ištirti, mokslininkai naudojo gnotobiotines peles; jie augino šiuos gyvūnus taip, kad juose ar juose negyventų jokios bakterijos.

Norėdami pradėti, jie supažindino peles su 10 bakterijų rūšių, kurios paprastai gyvena žmogaus žarnyne, įskaitant Enterococcus faecalis ir Escherichia coli.

Tada jie pridėjo fagų, kurie specialiai nukreipti į bakterijas, kurias jie persodino į peles. Pavyzdžiui, T4 fago taikiniai E. coliir VD13 fagų atakos E. faecalis. Tada jie sekė kiekvieno mikrobo sėkmę.

Fagai yra specifiniai medžiotojai: kiekvienas tipas naikina tik vienos rūšies bakterijas. Taigi, kai mokslininkai pristatė pelėms fagą, jie pamatė, kad sumažėjo šio tipo bakterijos. Tačiau poveikis kitoms bakterijoms labiau nustebino.

Plačiai paplitę pokyčiai

Mokslininkai parodė, kad nors koks nors fagas užpuolė tik vieną bakterijų rūšį, tas fagas paveikė ir kitas rūšis; vienos rūšys klestėjo, o kitos mažėjo.

Žvelgdami į platesnį vaizdą, mokslininkai taip pat įvertino bakterijų ir pelės gaminamų junginių masyvą; tai vadinama metabolomu.

Jie nustatė, kad kai pelėms buvo įvestas fagas ir pasikeitė bakterijų sudėtis, pasikeitė ir tam tikrų biologiškai aktyvių cheminių medžiagų kiekis. Tyrimo autoriai rašo:

"Fagai gali moduliuoti metabolitus, kurie, kaip žinoma, veikia žinduolių šeimininkus."

Kitaip tariant, viena viruso atmaina gali pakeisti gyvūnui šeimininkui prieinamų biologinių molekulių tipą ar kiekį.

Ateities galimybės ir daug daugiau darbo

Dr. Gerberis nepraleido plačių galimybių, kurias suteikia šios išvados. Jis sako: „Ši išvada mane žavi tolesnei veiklai ir kelia svarbių klausimų: ar galėtume naudoti fagus šiai veiklai moduliuoti? Ar tai gali būti intervencija tokioms sąlygoms kaip depresija, kai norėtumėte pakeisti neuromediatorių lygį? “

Žinoma, šiame eksperimente buvo naudojamas dirbtinai sukonstruotas mikrobiomas graužikų modelyje, o tai apsunkina ekstrapoliaciją žmonėms. Tačiau daugiausia dėmesio buvo skirta bendros apžvalgos apie tai, kaip fagai galėtų paveikti bakterijų populiaciją, įgijimui. Kaip rašo tyrimo autoriai:

"Gnotobiotinės pelės, kolonizuotos ribotoje ir žinomoje, tačiau vis dar sudėtingoje bakterijų kolekcijoje, yra patraukli modelių sistema, leidžianti visapusiškai apibūdinti fagų elgesį žarnyno aplinkoje."

Jei fagai labai keičia pelės mikrobiomą, greičiausiai jie pakeis ir žmogaus mikrobiomą. Pokyčiai gali būti skirtingi, tačiau išlieka principas.

Kaip mes aiškiai nurodėme įžangoje, mikrobiomo poveikis yra pakankamai keblus, kad suprastų, kol fagai patenka į paveikslėlį, todėl medicininės intervencijos projektavimas bus toli. Tačiau tai tikrai nepadaro išvadų mažiau įdomia ar verta jų siekti.

"Net jei jie nėra naudojami kaip tiesioginis gydymas, mūsų tyrimas rodo, kad fagai gali būti gera priemonė suprasti kitų galimų mikrobiomą keičiančių vaistų poveikį", - daro išvadą dr. Gerberis.