Biologové ze Stanfordské univerzity vytvořili umělý mikrobiom skládající se z více než 100 druhů
Každá buňka v mikrobiomu fungujeurčitá funkce: ničí nebo vytváří molekuly nezbytné pro normální fungování těla. Potíž při vytváření umělé kolonie spočívala v tom, že byla nejen stabilní a funkční, vysvětlují autoři studie. V takové kolonii by jeden druh neměl potlačovat ostatní, ale společně by měly plnit stejné funkce jako přirozené prostředí střeva.
Umělá bakteriální kolonie v Petriho misce. Obrázek: L.A. Cicero, Stanford
Výběr druhů, které by měly tvořit kolonii,bylo obtížné i kvůli přirozeným rozdílům mezi lidmi. Faktem je, že dva náhodně odebraní lidé nebudou mít více než polovinu běžných mikrobiálních genů. K vyřešení tohoto problému použili vědci data z Human Microbiome Project (HMP) k sekvenování kompletních mikrobiálních genomů více než 300 dospělých.
Hledali jsme Noemovu archu bakteriálních druhů v lidských útrobách a snažili jsme se najít ty, které měl každý člověk.
Michael Fischbach, docent mikrobiologie, imunologie a spoluautor studie
Pro jejich syntetickou kolonii, výzkumnícivybrali 104 bakteriálních kmenů, které byly přítomny alespoň u 20 % lidí z genomické studie HMP. Každý typ bakterií byl vyšlechtěn samostatně a poté byly smíchány do jediné kultury.
Obohatit a přiblížit svou koloniiv reálných podmínkách použili vědci lidské výkaly obsahující přirozené prostředí živých lidí. Studie ukázala, že při interakci s exkrementy byla kolonie doplněna o dalších 20 nových druhů bakterií, které obsadily volné místo.
Vědci prokázali účinnosto jeho vývoji u myší. Sterilní zvířata, v jejichž útrobách nebyly žádné bakterie, byla transplantována s hotovou kolonií. Studie ukázala, že nejen úspěšně zakořenila, ale také pomohla vyrovnat se s infekcí E. coli stejně efektivně jako skutečný mikrobiom.
Schéma experimentu.První verze mikrobiomu 104 bakterií byla transplantována myším, po 4 týdnech jim byly navíc implantovány lidské výkaly. Po 8 týdnech vědci sekvenovali vytvořený odolný mikrobiom, který obsahoval 119 bakteriálních kmenů. Obrázek: Alice G. Cheng a kol., Cell
Vědci poznamenávají, že bakteriální prostředíStřevo ovlivňuje vývoj nervového systému, odpověď na imunoterapii rakoviny a další aspekty zdraví. Věří, že nový vývoj pomůže lépe porozumět souvislostem mezi mikrobiomem a zdravím a nakonec vyvine metody k obnovení zdravého střevního prostředí.
Přečtěte si více:
Staří Vikingové trpěli nebezpečnou nemocí. Způsobuje ho parazit z Afriky
Rostlina na Marsu produkuje kyslík rychlostí průměrného stromu
Fyzici ochladili atomy na rekordní teploty. Jsou miliardkrát chladnější než vesmír.