Сообщая 6 декабря по своей природе, команда заявляет, что подход мог продвинуть исследование вне простых ассоциаций болезни микробиома и объяснить истинные причинно-следственные отношения.Эксперименты, проводимые у мышей, также определяют ранее неизвестный микроб пищеварительного тракта, который приручает воспаление кишечника и защищает от тяжелого колита.
Исследователи говорят, что открытие приводит веские аргументы в пользу тестирования недавно определенной бактерии пищеварительного тракта как пробиотическая терапия у людей с воспалительным заболеванием кишечника, набором условий, отмеченных хроническим воспалением кишечника и оцененных затронуть до 1,3 миллионов человек в Соединенных Штатах, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний.Подход использует своего рода «микробную триангуляцию».
Это подражает принципам классической морской навигации или, в более современных терминах, отслеживая местоположение мобильного телефона, проверяя данные из многократных источников – но вместо звезд или башен сотового телефона, исследователи концентрируют внимание на ошибках кишечника. На основе метода устранения техника включает постепенное сужение бактериальных разновидностей, чтобы определить определенные микробы, которые модулируют риск для определенных болезней.
В текущем исследовании исследователи приспособили принципы, чтобы определить выгодные, защитные бактерии.«Наш подход может помочь ученым найти общеизвестные иглы в ‘стоге сена’ тысяч микробов, которые, как в настоящее время думают, модулируют здоровье», сказал следователь Деннис Кэспер, преподаватель микробиологии и иммунобиологии в Медицинской школе Гарварда. «Если область должна переместить прошлые ассоциации – ахиллесова пята в исследовании микробиома – нам нужна система, которая достоверно чешет причинные отношения между бактериями пищеварительного тракта и болезнью.
Мы полагаем, что наш метод достигает этого», добавил Кэспер, который является также Медицинской школой Гарварда профессор Уильяма Эллери Ченнинга Медицины в Бригаме и Женской Больнице.За прошлое десятилетие исследование после того, как исследование определило тысячи комменсальных микробов – тех, которые проживают невинно в наших телах – и каталогизировало наблюдения за возможными связями между группами микробов и присутствия или отсутствия защиты болезней, включая диабет, рассеянный склероз и воспалительное заболевание кишечника. Все же ученые не знают, ли и как присутствие определенных микробов – или колебания их чисел – влияет на здоровье.
Остается неясным, являются ли определенные микробы невинными свидетелями, простыми маркерами болезни, или являются ли они действующими агентами, нанося ущерб или обеспечивая защиту против определенных болезней.Святой Грааль этой работы не должен был бы просто определять, ли микроб, топливо или минимизирует риск для данной болезни, но обнаружить микробы и микробные молекулы, которые могут использоваться терапевтически.«Конечная цель должна разъяснить механизмы болезни и затем определить бактериальные молекулы, которые могут использоваться, чтобы рассматривать, полностью изменить или предотвратить его», сказал автор лидерства исследования Нирэдж Сурана, преподаватель Медицинской школы Гарварда в педиатрии и специалист по инфекционному заболеванию в Бостоне Детская Больница.Старомодное расследование
Для их исследования Kasper и Surana сравнили микробиомы пищеварительного тракта нескольких групп мышей, которые предоставили кров различным популяциям кишечных бактерий.Исследователи начали с двумя группами мышей.
Одна группа была порождена с человеческими микробиомами пищеварительного тракта – жилье кишечные бактерии, обычно найденные в человеческом кишечнике. Другая группа была порождена, чтобы питать нормальные микробиомы мыши. Когда исследователи дали животным химическое соединение, которое вызвало воспаление кишечника или колит, мыши, которые предоставили кров человеческим кишечным микробам, были защищены от эффектов болезни.
У мышей, кишки которых предоставили кров типичным бактериям мыши, однако, появились серьезные симптомы.Затем, исследователи разместили всех мышей в той же самой жилой площади. Разделение жилой площади для так же кратко, как однажды ведется к значимым изменениям в том, как животные ответили на болезнь.
Мыши, которые были первоначально защищены от колита, начали показывать более серьезные признаки его, в то время как склонные к колиту мыши стали все более и более стойкими к эффектам условия и появились более умеренные симптомы – доказательство принципа, находящее, какие шоу, которые обмен кишечными бактериями через общую жилую площадь может привести к изменениям в способности животных справиться с болезнью.Игла в стоге сенаМодулирующий болезнь микроб скрывался бы в условиях сотен бактериальных разновидностей, существующих у всех мышей.
Но, учитывая, что каждая группа мыши встала на якорь между 700 и 1 100 бактериальными разновидностями в их кишках, как ученые могли определить тот, который действительно имел значение при колите? Команда начала, анализируя состав кишечника каждой из групп мыши, сравнивая их микробные профили прежде и после того, как они разделили жилую площадь. Чтобы «разбить на треугольники» личность подозреваемого, ученые искали микробы, которые были или недостаточны или в изобилии, отследив с серьезностью колита. Другими словами, число причинного микроба или повысилось бы или вниз с серьезностью болезни, ученые рассуждали.
Только одна такая микробная группа соответствует профилю – бактериальная семья, известная как Lachnospiraceae, обычно находимый в человеческом кишечнике, а также кишках других млекопитающих.Чтобы точно определить один организм в семье Lachnospiraceae, которая регулирует ответ на колит, исследователи изолировали одну бактериальную разновидность и дали его склонным к колиту мышам. Чтобы сравнить его эффекты с другими микробами, они также дали организмы животных от различных бактериальных семей.
Единственная бактерия, которая защитила склонных к колиту животных от разрушительных действий болезни, была never-described микробом, который исследователи изолировали от кишок мышей, отобранных с человеческими экскрементами, животные, которые питали человеческие микробиомы. Микроб особенно отсутствовал в мышах с микробиомами мыши. Из-за его свободно-защитных свойств Кэспер и Сурана окрестили недавно определенный организм Clostridium immunis.Изоляция изменяющего болезнь микроба делает сильный случай для тестирования его как терапия у людей с воспалительным заболеванием кишечника, сказали исследователи.
Взятый вместе, команда заявила, эксперименты показывают, что модель провеивания списка возможных микробных подозреваемых вниз к уровню отдельных разновидностей не только выполнима, но и очень важна в разоблачении определенных модулирующих болезнь микробов.