นักวิจัยได้สร้าง 'เรือโนอาห์' ของจุลินทรีย์เพื่อสำรวจลำไส้

นักชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้สร้างไมโครไบโอมเทียมที่ประกอบด้วยมากกว่า 100 สายพันธุ์

แบคทีเรียทำงานร่วมกัน สภาพแวดล้อมนี้จำลองการทำงานร่วมกันตามธรรมชาติของจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของมนุษย์

แต่ละเซลล์ในไมโครไบโอมทำงานฟังก์ชั่นบางอย่าง: ทำลายหรือสร้างโมเลกุลที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของร่างกาย ความยากลำบากในการสร้างอาณานิคมเทียมคือไม่เพียงมีความเสถียรและใช้งานได้เท่านั้น ผู้เขียนศึกษาอธิบาย ในอาณานิคมดังกล่าว สปีชีส์หนึ่งไม่ควรกดขี่อีกสปีชีส์ แต่ควรทำหน้าที่เดียวกันกับสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของลำไส้ร่วมกัน

อาณานิคมแบคทีเรียเทียมในจานเพาะเชื้อ ภาพ: L.A. ซิเซโร, สแตนฟอร์ด

การเลือกสายพันธุ์ที่ควรสร้างอาณานิคมก็ยากเช่นกันเนื่องจากความแตกต่างตามธรรมชาติระหว่างผู้คน ความจริงก็คือว่าคนที่สุ่มเลือกสองคนจะมียีนจุลินทรีย์ทั่วไปไม่เกินครึ่ง เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยได้ใช้ข้อมูลจาก Human Microbiome Project (HMP) เพื่อจัดลำดับจีโนมของจุลินทรีย์ที่สมบูรณ์ของผู้ใหญ่มากกว่า 300 คน

เราได้มองหาแบคทีเรียสายพันธุ์เรือโนอาห์ในลำไส้ของมนุษย์ พยายามค้นหาแบคทีเรียที่มนุษย์ทุกคนมี

Michael Fischbach รองศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยา ภูมิคุ้มกันวิทยา และผู้ร่วมวิจัย

สำหรับอาณานิคมสังเคราะห์ของพวกเขานักวิจัยเลือกแบคทีเรีย 104 สายพันธุ์ที่มีอยู่ในคนอย่างน้อย 20% จากการศึกษาจีโนมของ HMP แบคทีเรียแต่ละชนิดได้รับการอบรมแยกกัน จากนั้นจึงผสมเป็นวัฒนธรรมเดียว 

เพื่อเสริมสร้างและนำอาณานิคมของคุณเข้าใกล้สภาพจริงนักวิจัยใช้อุจจาระของมนุษย์ที่มีสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติของผู้คน การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับอุจจาระ อาณานิคมจะเต็มไปด้วยแบคทีเรียใหม่อีก 20 สายพันธุ์ ซึ่งครอบครองช่องอิสระ

นักวิจัยได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพพัฒนาการของหนู สัตว์ปลอดเชื้อในลำไส้ซึ่งไม่มีแบคทีเรียถูกปลูกถ่ายด้วยอาณานิคมที่เสร็จแล้ว การศึกษาแสดงให้เห็นว่าไม่เพียงแต่หยั่งรากได้สำเร็จ แต่ยังช่วยรับมือกับการติดเชื้อ E. coli ได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับไมโครไบโอมจริง

แบบแผนของการทดลองไมโครไบโอมรุ่นแรกของแบคทีเรีย 104 ตัวถูกปลูกถ่ายในหนูทดลอง หลังจาก 4 สัปดาห์ พวกมันถูกฝังเพิ่มเติมด้วยอุจจาระของมนุษย์ หลังจาก 8 สัปดาห์ นักวิจัยได้จัดลำดับไมโครไบโอมที่ดื้อยา ซึ่งมีแบคทีเรีย 119 สายพันธุ์ ภาพ: Alice G. Cheng et al., Cell

นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าสภาพแวดล้อมของแบคทีเรียลำไส้มีผลต่อการพัฒนาของระบบประสาท การตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็ง และด้านอื่นๆ ของสุขภาพ พวกเขาเชื่อว่าการพัฒนาใหม่นี้จะช่วยให้เข้าใจถึงความเชื่อมโยงระหว่างไมโครไบโอมกับสุขภาพได้ดีขึ้น และท้ายที่สุดก็พัฒนาวิธีการในการฟื้นฟูสภาพแวดล้อมในลำไส้ที่แข็งแรง

อ่านเพิ่มเติม:

ชาวไวกิ้งโบราณได้รับความทุกข์ทรมานจากโรคร้าย เกิดจากปรสิตจากแอฟริกา

พืชบนดาวอังคารผลิตออกซิเจนในอัตราเฉลี่ยของต้นไม้

นักฟิสิกส์ได้ทำให้อะตอมเย็นลงเพื่อบันทึกอุณหภูมิ พวกมันเย็นกว่าอวกาศเป็นพันล้านเท่า