Soolebakterid: viiruste üllatav mõju

Mikrobioomil on tervisele elutähtis roll. Värskes uuringus on uuritud, kuidas soolebaktereid tapvad viirused mõjutavad neid mikroobe. Leiud teevad niigi keeruka pildi palju rohkem.

Bakteriofaage (siin kujutatud) on arvukamalt kui baktereid.

Lisateabe saamiseks mikrobiomi ja selle mõju kohta teie tervisele külastage meie spetsiaalset keskust.

Mikrobioom on nii põnev kui ka moekas.

Avaliku huvi suurenemine on andnud tõuke rahastamisele meie ja meie soolebakterite vastastikuse mõju uurimiseks.

Nüüd on teadlased leidnud seose mikrobiomi ja paljude seisundite vahel, alates diabeedist ja rasvumisest kuni Parkinsoni tõve ja depressioonini.

Tänu soolebakterite kõrgele profiilile pakuvad toidupoodide riiulid nüüd probiootilisi tooteid.

Hoolimata nende laialdasest kättesaadavusest ja populaarsusest, on vähe tõendeid selle kohta, et need pakuksid palju eeliseid väljaspool väheseid eritingimusi.

Kuigi teadlased teavad, et mikroobid meie sees on üliolulised, on nende modereerimise viisi kavandamine tervise parandamiseks ja haigustega võitlemiseks veel kaugel.

Selle peamine põhjus on mikrobiomi pimestav keerukus. See ei ole üks, homogeenne üksus, vaid mikroskoopiliste olendite maailm, mis suhtlevad, mõjutavad ja pärsivad oma naabreid, mis on võimelised üksteist tapma, toitma ja suhtlema.

Juba sel hetkel näeme suuri raskusi mikrobiomi puuduste ja külgede mõistmisel, kuid mõned teadlased uurivad järgmist keerukuse astet: bakteriofaage.

Bakteriofaagi tutvustamine

Bakteriofaagid või lihtsalt faagid on viirused, mis ainult baktereid hävitavad. Uskumatul kombel ületavad faagid baktereid; seal, kus on baktereid, on labidates faagid.

Ka faagid on spetsiifilised; nad kipuvad hävitama ainult ühte bakteriliiki või -tüve. Enne antibiootikumide tulekut kasutasid teadlased nakkuste vastu võitlemiseks faage. Kui teadlased avastasid antibiootikumid, asusid nad faagide asemele; antibiootikumid olid odavamad ja neid oli lihtsam toota kui faagid.

Nüüd, kui antibiootikumiresistentsus on tõusuteel, vaatavad mõned teadlased faagiteraapia ideed uuesti läbi.

Muidugi, kui faagid tapavad baktereid, mõjutavad nad tõenäoliselt mikrobiomi. Teadlased Brighami ja naistehaiglast ning Wyssi Instituudist (mõlemad Bostonis, MA) on huvitatud sellest, kuidas need rikkalikud viirused võivad mõjutada meie soolebaktereid. Nad avaldasid ajakirjas oma viimase uuringu tulemused Rakkude host ja mikrob.

“Minu laboris on üheks peamiseks huviks mõista soolestiku mikrobioomi dünaamika muutusi. Bakteriofaagid on mikrobiomi tohutu komponent, kuid neid pole veel palju uuritud. "

Vanemuuringu autor dr Georg Gerber

Mida faagid teevad?

Kuigi me teame, et faage on soolestikus palju, ei tea me nende käitumisest palju.

"Mõned inimesed uurivad faagiteraapiat, kasutades faage mikroobide hävitamiseks," ütleb dr Gerber, "kuid faage leidub loomulikult ka soolestikus, eksisteerides koos ülejäänud ökosüsteemiga. Tahtsime teada saada, mida nad seal teevad. "

Uurimiseks kasutasid teadlased gnotobiotilisi hiiri; nad kasvatasid neid loomi nii, et neil ega nende sees ei elaks ühtegi bakterit.

Alustuseks tutvustasid nad hiirtele 10 bakteriliiki, mis tavaliselt asuvad inimese soolestikus, sealhulgas Enterococcus faecalis ja Escherichia coli.

Seejärel lisasid nad faagid, mis on suunatud konkreetselt bakteritele, mille nad hiirtele siirdasid. Näiteks T4 faagi sihtmärgid E. colija VD13 faagi rünnakud E. faecalis. Seejärel jälgisid nad iga mikroobi edukust.

Faagid on konkreetsed jahimehed: iga tüüp tapab vaid ühte tüüpi baktereid. Nii et kui teadlased tutvustasid hiirtele faagi, nägid nad seda tüüpi bakterite arvu vähenemist. Mõju teistele bakteritele oli aga üllatavam.

Laiaulatuslik muutus

Teadlased näitasid, et kuigi mõni konkreetne faag ründas ainult ühte bakteriliiki, mõjutaks see faag ka teisi liike; mõned liigid arenesid, teised aga kahanesid.

Laiemat pilti vaadates hindasid teadlased ka nii bakterite kui ka hiire toodetud ühendite hulka; seda nimetatakse metaboloomiks.

Nad leidsid, et kui hiirtele viidi sisse faag ja bakterite koostis muutus, toimusid muutused ka teatud bioloogiliselt aktiivsete kemikaalide tasemes. Uuringu autorid kirjutavad:

"Faagid võivad moduleerida metaboliite, mis teadaolevalt mõjutavad imetaja peremeest."

Teisisõnu võib üks viirusetüvi muuta peremeesloomale kättesaadavate bioloogiliste molekulide tüüpi või kogust.

Tuleviku võimalused ja palju muud tööd

Dr Gerber ei jätnud kasutamata laiaulatuslikke võimalusi, mida need leiud pakuvad. Ta ütleb: „See leidmine paelub mind järeltegevuses ja tekitab olulisi küsimusi: Kas saaksime nende tegevuste moduleerimiseks kasutada faage? Kas see võib olla sekkumine sellistes tingimustes nagu depressioon, kus soovite muuta neurotransmitteri taset? "

Muidugi kasutati selles katses näriliste mudelis kunstlikult ehitatud mikrobioomi, mis muudab inimeste ekstrapoleerimise keeruliseks. See keskendus aga üldise ülevaate saamisele, kuidas faagid võiksid mõjutada bakteripopulatsiooni. Nagu uuringu autorid kirjutavad:

"Gnotobiotilised hiired, mis on koloniseeritud piiratud ja teadaoleva, kuid siiski keeruka bakterikollektsiooniga, on atraktiivne mudelsüsteem faagide käitumise terviklikuks kirjeldamiseks soolestikus."

Kui faagid muudavad hiire mikrobioomi põhjalikult, muudavad nad tõenäoliselt ka inimese mikrobioomi. Muudatused võivad olla erinevad, kuid põhimõte jääb.

Nagu sissejuhatuses selgeks tegime, on mikrobiomi mõjud piisavalt keerulised, et mõista, enne kui faagid pilti sisenevad, nii et meditsiinilise sekkumise kavandamine on kaugel. Kuid see ei muuda järeldusi kindlasti vähem huvitavaks ega vääriliseks.

"Isegi kui neid ei kasutata otsese ravina, viitavad meie uuringud sellele, et faagid võivad olla heaks vahendiks teiste mikrobioomi muutvate ravimite võimalike mõjude mõistmisel," võtab dr Gerber kokku.