Bakteria usus: Kesan virus yang mengejutkan

Mikrobioma memainkan peranan penting dalam kesihatan. Satu kajian baru-baru ini telah menyelidiki bagaimana virus yang membunuh bakteria usus mempengaruhi mikroba ini. Hasil kajian menunjukkan gambaran yang lebih rumit.

Bakteriofag (digambarkan di sini) lebih banyak daripada bakteria.

Untuk lebih banyak maklumat yang disokong oleh penyelidikan mengenai mikrobioma dan bagaimana ia mempengaruhi kesihatan anda, sila kunjungi pusat khusus kami.

Mikrobioma menarik dan bergaya.

Peningkatan minat masyarakat telah memberi dorongan dalam pembiayaan untuk mengkaji interaksi antara kita dan bakteria usus kita.

Para saintis kini telah menemui hubungan antara mikrobioma dan pelbagai keadaan, dari diabetes dan kegemukan hingga Parkinson dan kemurungan.

Berkat profil tinggi bakteria usus, rak kedai runcit kini penuh dengan produk probiotik.

Walaupun terdapat banyak ketersediaan dan popularitasnya, namun, ada sedikit bukti yang menunjukkan bahawa mereka memberikan banyak manfaat di luar sebilangan kecil keadaan tertentu.

Walaupun para saintis tahu bahawa mikroba di dalam kita sangat penting, merancang cara untuk memoderasi mereka untuk meningkatkan kesihatan dan memerangi penyakit masih jauh.

Sebab utama untuk ini adalah kerumitan mikrobioma yang mempesonakan. Ia bukan satu entiti yang homogen, melainkan dunia makhluk mikroskopik yang berinteraksi, mempengaruhi, dan menghalang jiran mereka, yang mampu membunuh, menyuburkan, dan berkomunikasi antara satu sama lain.

Sudah, pada ketika ini, kita dapat melihat kesulitan besar dalam memahami selok-belok mikrobioma, tetapi beberapa penyelidik sedang mengkaji tahap kerumitan seterusnya: bakteriofag.

Memperkenalkan bakteriofag

Bakteriofag, atau sekadar fag, adalah virus yang secara eksklusif memusnahkan bakteria. Luar biasa, fag melebihi bakteria; di mana terdapat bakteria, terdapat fage dalam sekop.

Fasa juga spesifik; mereka cenderung memusnahkan hanya satu spesies atau strain bakteria. Sebelum munculnya antibiotik, para saintis menggunakan fag untuk melawan jangkitan. Namun, ketika para penyelidik menemui antibiotik, mereka menggantikan fag; antibiotik lebih murah dan senang dihasilkan daripada fag.

Kini, dengan ketahanan antibiotik meningkat, beberapa penyelidik meninjau semula idea terapi fag.

Sudah tentu, jika fag membunuh bakteria, mereka cenderung mempengaruhi mikrobioma. Penyelidik dari Brigham dan Hospital Wanita dan Institut Wyss, kedua-duanya di Boston, MA, berminat dengan tepat bagaimana virus yang banyak ini dapat mempengaruhi bakteria usus kita. Mereka menerbitkan hasil kajian terbaru mereka dalam jurnal itu Host Sel & Mikroba.

"Salah satu kepentingan utama di makmal saya adalah memahami perubahan dinamika mikrobioma usus. Bakteriofag adalah komponen mikrobioma yang besar tetapi belum banyak dikaji. ”

Pengarang kajian kanan Dr. Georg Gerber

Apakah fage hingga?

Walaupun kita tahu bahawa fag banyak terdapat di usus, kita tidak tahu banyak tentang tingkah laku mereka.

"Beberapa orang menjelajahi terapi fag, menggunakan fag untuk membunuh mikroba," kata Dr Gerber, "tetapi fag juga ditemukan secara alami di usus, yang ada bersama dengan seluruh ekosistem. Kami ingin mengetahui apa yang mereka lakukan di sana. "

Untuk menyiasat, para penyelidik menggunakan tikus gnotobiotik; mereka membesarkan haiwan ini sedemikian rupa sehingga mereka tidak mempunyai bakteria yang hidup atau di dalamnya.

Sebagai permulaan, mereka memperkenalkan kepada tikus 10 spesies bakteria yang biasanya tinggal di usus manusia, termasuk Enterococcus faecalis dan Escherichia coli.

Kemudian, mereka menambahkan fag yang secara khusus menargetkan bakteria yang mereka transplantasikan ke tikus. Contohnya, phage T4 mensasarkan E coli, dan serangan fage VD13 E. faecalis. Mereka kemudian mengesan kejayaan setiap mikroba.

Phages adalah pemburu khusus: setiap jenis membunuh hanya satu jenis bakteria. Oleh itu, ketika para saintis memperkenalkan fage kepada tikus, mereka akan melihat penurunan bakteria jenis itu. Walau bagaimanapun, kesan terhadap bakteria lain lebih mengejutkan.

Perubahan yang meluas

Para saintis menunjukkan bahawa walaupun fag tertentu menyerang hanya satu spesies bakteria, fag itu juga akan mempengaruhi spesies lain; beberapa spesies berkembang maju sementara yang lain berkurang.

Melihat gambaran yang lebih luas, para penyelidik juga menilai susunan sebatian yang dihasilkan oleh bakteria dan tikus; ini dipanggil metabolom.

Mereka mendapati bahawa ketika mereka memperkenalkan phage pada tikus dan komposisi bakteria berubah, ada juga perubahan tahap kimia aktif biologi tertentu. Penulis kajian menulis:

"Phages dapat memodulasi metabolit, yang diketahui mempengaruhi inang mamalia."

Dengan kata lain, satu strain virus dapat mengubah jenis atau kuantiti molekul biologi yang ada pada haiwan inang.

Kemungkinan masa depan dan banyak lagi kerja

Dr Gerber tidak melepaskan kemungkinan besar penemuan ini. Dia mengatakan: "Penemuan ini menarik perhatian saya untuk ditindaklanjuti dan menimbulkan pertanyaan penting: Bisakah kita menggunakan fages untuk memodulasi kegiatan ini? Mungkinkah ini merupakan intervensi untuk keadaan, seperti kemurungan, di mana anda ingin mengubah tahap neurotransmitter? "

Sudah tentu, eksperimen ini menggunakan mikrobioma buatan buatan dalam model pengerat, yang menyulitkan ekstrapolasi kepada manusia. Walau bagaimanapun, ia menumpukan pada mendapatkan gambaran umum mengenai bagaimana fag dapat mempengaruhi populasi bakteria. Sebagai penulis kajian menulis:

"Tikus gnotobiotik, dijajah dengan kumpulan bakteria yang terhad dan diketahui tetapi masih kompleks, menghadirkan sistem model yang menarik untuk mencirikan tingkah laku fag secara komprehensif di lingkungan usus."

Sekiranya fag membuat perubahan menyeluruh ke mikrobioma tetikus, mereka juga mungkin akan membuat perubahan pada mikrobioma manusia. Perubahannya mungkin berbeza, tetapi prinsipnya tetap ada.

Seperti yang telah kami jelaskan dalam pengenalan, kesan mikrobioma cukup rumit untuk dipahami sebelum fasa memasuki gambar, jadi merancang campur tangan perubatan akan jauh. Namun, itu pasti tidak menjadikan penemuan tersebut kurang menarik atau tidak layak untuk dikejar.

"Walaupun mereka tidak digunakan sebagai terapi langsung, kajian kami menunjukkan bahawa fag mungkin merupakan alat yang baik untuk memahami potensi kesan terapi lain yang mengubah mikrobioma," kata Dr. Gerber.