Zarnu baktērijas: vīrusu pārsteidzošā ietekme

Mikrobiomam ir būtiska loma veselības jomā. Nesenā pētījumā tika pētīts, kā vīrusi, kas iznīcina zarnu baktērijas, ietekmē šos mikrobus. Atzinumi padara jau tā sarežģīto ainu daudz vairāk.

Bakteriofāgu (attēlots šeit) ir vairāk nekā baktēriju.

Lai iegūtu vairāk pētījumu atbalstītas informācijas par mikrobiomu un to, kā tas ietekmē jūsu veselību, lūdzu, apmeklējiet mūsu specializēto centru.

Mikrobiome ir gan aizraujoša, gan modē.

Sabiedrības intereses pieaugums ir veicinājis finansējumu, lai pētītu mijiedarbību starp mums un mūsu zarnu baktērijām.

Zinātnieki tagad ir atraduši attiecības starp mikrobiomu un virkni apstākļu, sākot no diabēta un aptaukošanās līdz Parkinsona slimībai un depresijai.

Pateicoties zarnu baktēriju augstajam profilam, pārtikas preču veikalu plauktos tagad ir daudz probiotiku.

Neskatoties uz to plašo pieejamību un popularitāti, tomēr ir maz pierādījumu, kas liecinātu, ka tie sniedz daudzas priekšrocības ārpus neliela skaita īpašu apstākļu.

Lai gan zinātnieki zina, ka mikrobi mūsos ir vitāli svarīgi, vēl ir tālu no tā, kā izstrādāt tos, kā tos uzlabot, lai uzlabotu veselību un apkarotu slimības.

Galvenais iemesls tam ir mikrobioma žilbinošā sarežģītība. Tā nav viena, viendabīga vienība, bet gan mikroskopisku būtņu pasaule, kas mijiedarbojas, ietekmē un kavē savus kaimiņus, kas spēj nogalināt, barot un sazināties savā starpā.

Jau šajā brīdī mēs varam redzēt milzīgās grūtības izprast mikrobiomu nojausmas, taču daži pētnieki izskata nākamo sarežģītības pakāpi: bakteriofāgus.

Iepazīstinām ar bakteriofāgu

Bakteriofāgi vai vienkārši fāgi ir vīrusi, kas tikai iznīcina baktērijas. Neticami, bet fāgi pārsniedz baktērijas; tur, kur ir baktērijas, lāpstās ir fāgi.

Arī fāgi ir specifiski; tie mēdz iznīcināt tikai vienu baktēriju sugu vai celmu. Pirms antibiotiku parādīšanās zinātnieki izmantoja fāgus, lai cīnītos ar infekcijām. Tomēr, kad pētnieki atklāja antibiotikas, viņi ieņēma fāgu vietu; antibiotikas bija lētākas un vieglāk ražojamas nekā fāgi.

Tagad, pieaugot antibiotiku rezistencei, daži pētnieki pārskata fāgu terapijas ideju.

Protams, ja fāgi iznīcina baktērijas, visticamāk, tie ietekmē mikrobiomu. Pētnieki no Brigamas un Sieviešu slimnīcas un Wyss institūta, kas atrodas Bostonā, MA, interesējas par to, kā tieši šie bagātīgie vīrusi varētu ietekmēt mūsu zarnu baktērijas. Viņi publicēja žurnālā sava pēdējā pētījuma rezultātus Šūnu mitinātājs un mikrobs.

“Viena no galvenajām manas laboratorijas interesēm ir izprast zarnu mikrobiomas dinamikas izmaiņas. Bakteriofāgi ir milzīga mikrobiomas sastāvdaļa, taču tie vēl nav daudz pētīti. "

Vecākais pētījuma autors Dr. Georgs Gerbers

Ko izdomā fāgi?

Lai gan mēs zinām, ka fagus ir daudz zarnās, mēs daudz nezinām par viņu uzvedību.

"Daži cilvēki pēta fāgu terapiju, izmantojot fāgus, lai iznīcinātu mikrobus," saka Dr. Gerbers, "bet fāgi dabiski atrodas arī zarnās, kas pastāv līdzās pārējai ekosistēmai. Mēs vēlējāmies uzzināt, ko viņi tur dara. ”

Lai veiktu izmeklēšanu, pētnieki izmantoja gnotobiotiskas peles; viņi audzēja šos dzīvniekus tā, lai uz tiem vai tajos nedzīvotu baktērijas.

Lai sāktu, viņi iepazīstināja peles ar 10 baktēriju sugām, kas parasti dzīvo cilvēka zarnās, ieskaitot Enterococcus faecalis un Escherichia coli.

Tad viņi pievienoja fāgus, kas īpaši vērsti uz baktērijām, kuras viņi transplantēja pelēm. Piemēram, T4 fāga mērķi E. coli, un VD13 fāgu uzbrukumi E. faecalis. Pēc tam viņi izsekoja katra mikroba panākumus.

Fāgi ir specifiski mednieki: katrs veids iznīcina tikai viena veida baktērijas. Tātad, kad zinātnieki pelēm ieviesa fāgu, viņi redzēja šāda veida baktēriju samazināšanos. Tomēr ietekme uz citām baktērijām bija pārsteidzošāka.

Plašas izmaiņas

Zinātnieki parādīja, ka, lai arī kāds konkrētais fāgs uzbruka tikai vienai baktēriju sugai, šis fāgs ietekmēs arī citas sugas; dažas sugas plauka, kamēr citas mazinājās.

Aplūkojot plašāku ainu, pētnieki arī novērtēja gan baktēriju, gan peles radīto savienojumu klāstu; to sauc par metabolomu.

Viņi atklāja, ka, ieviešot pelēm fāgu un mainoties baktēriju sastāvam, mainījās arī noteiktu bioloģiski aktīvo ķīmisko vielu līmenis. Pētījuma autori raksta:

"Fāgi var modulēt metabolītus, kas, kā zināms, ietekmē zīdītāju saimniekus."

Citiem vārdiem sakot, viens vīrusa celms var mainīt saimniekdzīvniekam pieejamo bioloģisko molekulu veidu vai daudzumu.

Nākotnes iespējas un daudz vairāk darba

Dr Gerbers nepalaida garām plašas iespējas, ko sniedz šie atklājumi. Viņš saka: “Šis atklājums mani aizrauj pēcpārbaudē un rada nozīmīgus jautājumus: Vai mēs varētu izmantot fāgus, lai modulētu šīs darbības? Vai tā varētu būt iejaukšanās tādos apstākļos kā depresija, kur vēlaties mainīt neirotransmitera līmeni? "

Protams, šajā eksperimentā grauzēju modelī tika izmantota mākslīgi izveidota mikrobioma, kas apgrūtina ekstrapolāciju cilvēkiem. Tomēr tā koncentrējās uz vispārēja pārskata iegūšanu par to, kā fāgi varētu ietekmēt baktēriju populāciju. Kā raksta pētījuma autori:

"Gnotobiotiskās peles, kas kolonizētas ar ierobežotu un zināmu, bet joprojām sarežģītu baktēriju kolekciju, piedāvā pievilcīgu modeļu sistēmu, lai vispusīgi raksturotu fāgu uzvedību zarnu vidē."

Ja fāgi veic plašas izmaiņas peles mikrobiomā, visticamāk, tās mainīs arī cilvēka mikrobiomu. Izmaiņas varētu būt atšķirīgas, bet princips paliek.

Kā mēs skaidri norādījām ievadā, mikrobiomas ietekme ir pietiekami grūts, lai saprastu, pirms fāgi nonāk attēlā, tāpēc medicīniskās iejaukšanās plānošana būs tālu. Tomēr tas noteikti nepadara secinājumus mazāk interesantus vai cienīgus turpināt.

"Pat ja tos neizmanto kā tiešu terapiju, mūsu pētījums liecina, ka fāgi var būt labs līdzeklis, lai izprastu citu terapeitisko līdzekļu iespējamo ietekmi, kas maina mikrobiomu," secina Dr Gerber.