Biológovia zo Stanfordskej univerzity vytvorili umelý mikrobióm pozostávajúci z viac ako 100 druhov
Každá bunka v mikrobióme fungujeurčitá funkcia: ničí alebo vytvára molekuly potrebné pre normálne fungovanie tela. Ťažkosti pri vytváraní umelej kolónie spočívali v tom, že bola nielen stabilná a funkčná, vysvetľujú autori štúdie. V takejto kolónii by jeden druh nemal potláčať ostatné, ale spoločne by mali plniť rovnaké funkcie ako prirodzené prostredie čreva.
Umelá bakteriálna kolónia v Petriho miske. Obrázok: L.A. Cicero, Stanford
Výber druhov, ktoré by mali tvoriť kolóniu,bolo ťažké aj kvôli prirodzeným rozdielom medzi ľuďmi. Faktom je, že dvaja náhodne vybraní ľudia nebudú mať viac ako polovicu bežných mikrobiálnych génov. Na vyriešenie tohto problému výskumníci použili údaje z Human Microbiome Project (HMP) na sekvenovanie kompletných mikrobiálnych genómov viac ako 300 dospelých.
Hľadali sme Noemovu archu bakteriálnych druhov v ľudských črevách a snažili sme sa nájsť tie, ktoré mal každý človek.
Michael Fischbach, docent mikrobiológie, imunológie a spoluautor štúdie
Pre ich syntetickú kolóniu, výskumnícivybrali 104 bakteriálnych kmeňov, ktoré boli prítomné u najmenej 20 % ľudí z genomickej štúdie HMP. Každý typ baktérií bol chovaný oddelene a potom boli zmiešané do jedinej kultúry.
Obohatiť a priblížiť svoju kolóniureálnych podmienkach vedci použili ľudské výkaly obsahujúce prirodzené prostredie živých ľudí. Štúdia ukázala, že pri interakcii s exkrementmi bola kolónia doplnená o ďalších 20 nových druhov baktérií, ktoré obsadili voľnú niku.
Výskumníci preukázali účinnosťo jeho vývoji na myšiach. Sterilné zvieratá, v ktorých črevách neboli žiadne baktérie, boli transplantované s hotovou kolóniou. Štúdia ukázala, že sa nielen úspešne zakorenila, ale tiež pomohla vyrovnať sa s infekciou E. coli rovnako efektívne ako skutočný mikrobióm.
Schéma experimentu.Prvá verzia mikrobiómu 104 baktérií bola transplantovaná myšiam, po 4 týždňoch im boli navyše implantované ľudské výkaly. Po 8 týždňoch vedci sekvenovali vytvorený odolný mikrobióm, ktorý obsahoval 119 bakteriálnych kmeňov. Obrázok: Alice G. Cheng a kol., Cell
Vedci poznamenávajú, že bakteriálne prostredieČrevo ovplyvňuje vývoj nervového systému, odpoveď na imunoterapiu rakoviny a ďalšie aspekty zdravia. Veria, že nový vývoj pomôže lepšie pochopiť prepojenia medzi mikrobiómom a zdravím a nakoniec vyvinie metódy na obnovenie zdravého prostredia v črevách.
Čítaj viac:
Starovekí Vikingovia trpeli nebezpečnou chorobou. Spôsobuje ho parazit z Afriky
Rastlina na Marse produkuje kyslík rýchlosťou priemerného stromu
Fyzici ochladili atómy na rekordnú teplotu. Sú miliardkrát chladnejšie ako vesmír.