Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Sto pięć nowych gatunków do mikrobiomowej kolekcji
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Zdrowie i uroda
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W Polsce na stwardnienie rozsiane (SM) cierpi około 60 tysięcy osób. Jest więc ono jedną z najpowszechniej występujących chorób układu nerwowego. W jej przebiegu układ odpornościowy atakuje otoczkę mielinową nerwów, prowadząc do ich uszkodzenia. W zależności od miejsca ataku, choroba daje bardzo wiele objawów, włącznie z zaburzeniami widzenia czy paraliżem. Przyczyny stwardnienia rozsianego wciąż nie zostały poznane, jednak najprawdopodobniej są one liczne. Wśród nich wymienia się też rolę mikrobiomu jelit.
Już wcześniejsze badania wskazywały na istnienie różnić w składzie mikrobiomu pomiędzy osobami cierpiącymi na SM, a zdrowymi. Jednak znacznie tych różnic nie zostało rozpoznane, gdyż wpływ na mikrobiom mają też czynniki genetyczne czy dieta. Trudno więc stwierdzić, na ile różnice mają związek ze stwardnieniem rozsianym, a na ile są spowodowane innymi czynnikami.
Naukowcy z Niemiec i USA, chcąc zmniejszyć niepewność dotyczącą roli mikrobiomu w SM przeprowadzili badania na 101 parach bliźniąt jednojajowych, z których jedno cierpiało na stwardnienie rozsiane. Mieli więc do czynienia z osobami, które niemal nie różniły się genetycznie, a ponadto do wczesnej dorosłości mieszkały razem, więc były poddane wpływom bardzo podobnych czynników środowiskowych.
Uczeni przeanalizowali próbki kału od 81 par bliźniąt i znaleźli 51 taksonów w przypadku których występowały różnice w ilości mikroorganizmów u osób zdrowych i chorych. Cztery pary bliźniąt zgodziły się też na pobranie wycinka jelita cienkiego. Natępnie mikroorganizmy tam znalezione zostały przeszczepione trangenicznym myszom. U zwierząt, których jelito cienkie zostało skolonizowane przez mikroorganizmy żyjące w jelicie cienkim osób z MS, znacznie częściej dochodziło do pojawienia się objawów przypominających stwardnienie rozsiane.
Następnie naukowcy przeanalizowali odchody myszy wykazujących objawy stwardnienia rozsianego i uznali, że bakteriami najbardziej podejrzanymi o powodowanie choroby są dwaj członkowie rodziny Lachnospiraceae: Lachnoclostridium sp. i Eisenbergiella tayi. Oba gatunki występują w jelitach w niewielkiej ilości, dlatego dotychczas tylko w szeroko zakrojonych i dobrze kontrolowanych badaniach pojawiały się wyniki wskazujące, że mogą mieć one coś wspólnego z MS. Teraz po raz pierwszy pojawił się dowód na ich szkodliwe działanie. Warto przy okazji przypomnieć, że Lachnospiraceae wiązane są też z depresją i atakami na komórki układu odpornościowego.
Autorzy badań nie wykluczają, że i inne mikroorganizmy biorą udział w patogenezie stwardnienia rozsianego. W trakcie przyszłych badań warto też skupić się na roli Lachnoclostridium sp. i Eisenbergiella tayi, lepiej poznać ich wpływ na myszy oraz przełożyć uzyskane wyniki na ludzi. Jeśli okazałoby się, że do rozwoju MS przyczynia się niewielka grupa bakterii, możliwe stało by się opracowanie nowych metod leczenia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Florida Atlantic University zajęli się noszonymi na nadgarstkach paskami o różnych teksturach, by zbadać, czy mogą się na nich znajdować potencjalnie szkodliwe/patogenne bakterie. Naukowcy podkreślają, że choć opaski (do których mocowane są np. zegarki czy krokomierze) noszone są codziennie, ludzie zapominają o ich czyszczeniu lub zwyczajnie ignorują taką potrzebę.
W ramach studium Amerykanie testowali opaski z plastiku, gumy, tkaniny, skóry i metalu (srebra i złota). Chcieli sprawdzić, czy istnieje korelacja między rodzajem materiału a występowaniem bakterii. Naukowcy przyglądali się czystości różnych rodzajów opasek. Starali się też zidentyfikować najlepsze protokoły ich prawidłowej dezynfekcji.
Oznaczano liczebność bakterii, typy bakterii oraz ich rozkład na powierzchni opaski. Zespół dr Nwadiuto Esiobu oceniał też skuteczność 3 roztworów odkażających: 70% etanolu, lizolu (Lysol™ Disinfectant Spray) oraz octu jabłkowego.
Niemal na wszystkich (95%) paskach znaleziono bakterie, ale najgorzej wypadły paski plastikowe i gumowe. Natomiast metalowe, szczególnie zawierające złoto i srebro, miały na swojej powierzchni niewiele bakterii lub nie miały ich prawie wcale. Plastik i guma są prawdopodobnie lepszym siedliskiem dla bakterii, gdyż są porowate i wykazują się elektrostatycznością, co przyciąga bakterie i ułatwia kolonizację. Najlepszym wskaźnikiem pozwalającym na przewidzenie stopnia kolonizacji przez bakterię była struktura powierzchni paska oraz aktywność jego użytkownika. Nie zauważono za to różnicy pomiędzy paskami używanymi przez mężczyzn i kobiety jeśli chodzi o rodzaje bakterii i częstotliwość ich występowania.
Znalezione na paskach mikroorganizmy to standardowo występujące na skórze rodzaje Staphylococcus i Pseudomonas oraz obecny w jelitach rodzaj Escherichia, szczególnie E. coli. Staphylococcus znaleziono na 85% pasków, Pseudomonas na 30%, a E. coli występowała na 60%. Najwięcej Staphylococcus przebywało na paskach osób, które korzystały z sal gimnastycznych.
Liczba bakterii oraz zidentyfikowane przez nas gatunki pokazują, że należy regularnie czyścić paski urządzeń noszonych na nadgarstku. Nawet niewielka liczba patogenów z tych rodzin może powodować poważne choroby. O czyszczenie pasków powinni dbać szczególnie pracownicy służby zdrowia, gdyż zidentyfikowane przez nas mikroorganizmy są bardzo niebezpieczne dla osób o osłabionym układzie odpornościowym, a ludzi ci z takimi właśnie osobami się stykają, zauważa doktor Nwadiuto Esiobu.
Spośród trzech testowanych środków odkażających największą skutecznością wykazały się lizol i 70-procentowy etanol. Niezależnie od materiału paska po 30-sekundowej ekspozycji zabijały 99,9% bakterii. Ocet jabłkowy potrzebował 2 minut, by liczba bakterii zaczęła spadać.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W przewodzie pokarmowym człowieka żyją tryliony mikroorganizmów, nazwanych zbiorczo mikrobiomem jelitowym. W jego skład wchodzą między innymi bakterie, wirusy, grzyby oraz organizmy eukariotyczne. Te mikroorganizmy stanowią ponad 50% wszystkich komórek organizmu ludzkiego, a ich łączna waga u osoby dorosłej wynosi około 2 kilogramów. Kwaśne środowisko, obecność żółci i soku trzustkowego, a także silna perystaltyka ograniczają możliwości kolonizacyjne w obrębie żołądka i jelita cienkiego, dlatego w tych fragmentach przewodu pokarmowego obecność mikroorganizmów jest stosunkowo niewielka. Większość żyje w okrężnicy, gdzie znajdują się najlepsze warunki do ich bytowania1. Mikrobiom zdominowany jest głównie przez 2 typy bakterii: Bacteroidetes i Firmicutes, stanowiących ok. 90% jego składu całkowitego5.
Wiedza na temat mikrobiomu jelitowego znacząco wzrosła w ciągu ostatnich lat. Liczne badania naukowe wykazały, że odgrywa on istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu całego organizmu. Ma ogromne znaczenie w utrzymaniu metabolizmu, odporności i odżywienia ciała, a także w zapewnieniu odpowiedniej fizjologii oraz ochrony przed chorobami. Oddziałuje bezpośrednio na błonę śluzową jelit, a ponadto ma zdolność do wytwarzania mediatorów chemicznych, dostających się do krwi. Dzięki temu możliwa jest komunikacja pomiędzy mikrobiomem jelitowym, a innymi, oddalonymi od jelit narządami, takimi jak serce, wątroba czy mózg1.
Symbioza zachodząca pomiędzy gospodarzem, a mikrobiomem przynosi korzyści dla obydwu stron. Dzięki gospodarzowi mikrobiom ma zapewnione odpowiednie siedlisko oraz dostarczone substancje odżywcze potrzebne do funkcjonowania. Jednocześnie mikroorganizmy jelitowe syntetyzują krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe oraz witaminy, niezbędne do dojrzewania układu odpornościowego błony śluzowej jelit oraz do utrzymania prawidłowego metabolizmu w organizmie gospodarza. Mikrobiom komensalny reguluje system odpornościowy w błonie śluzowej jelita, natomiast mikrobiom patogenny wywołuje dysfunkcję układu immunologicznego i w konsekwencji prowadzi do rozwoju choroby. Brak zachowania równowagi pomiędzy mikroorganizmami komensalnymi, a patogennymi prowadzi do stanu dysbiozy2.
Ludzki mikrobiom jelitowy kształtuje się już podczas życia płodowego, co udowodniono, wykazując obecność mikroorganizmów w smółce noworodka niemowlaka. Pomimo to, większość z drobnoustrojów kolonizujących ludzkie jelita nabywanych jest po urodzeniu. Zauważono występowanie różnic w składzie pomiędzy mikrobiomem wcześniaków, a noworodków urodzonych w prawidłowym terminie. Może to narażać niemowlęta urodzone przedwcześnie na groźne infekcje żołądkowo - jelitowe, dlatego też ważna jest u nich odpowiednia suplementacja probiotykami. Różnice można zauważyć również w składzie mikroorganizmów mikrobiomu w zależności od sposobu porodu. Noworodki urodzone w wyniku porodu siłami natury wykazują większą ilość bakterii z rodzaju Bacteroidetes niż Firmicutes, jeśli porównamy je z mikrobiomem noworodków urodzonych poprzez cesarskie cięcie. Na skład mikrobiomu ogromny wpływ ma także to, czy niemowlę jest karmione piersią czy przy użyciu gotowych mieszanek. Bardziej optymalne dla mikrobiomu jelitowego okazuje się karmienie piersią. Mleko matki zawiera około 600 różnych gatunków bakterii, a badania wykazały, iż niemowlęta nim karmione mają mikrobiom bogatszy o geny związane z mechanizmami obronnymi i odpornościowymi organizmu.
Największe zmiany kształtujące mikrobiom zachodzą w ciągu pierwszych trzech lat życia. Po tym czasie, jeśli nie występują czynniki silnie na niego wpływające, staje się on względnie stabilny, aż do wieku podeszłego, kiedy spada jego różnorodność. Wśród wspomnianych czynników znaczny wpływ ma sposób odżywiana. Dieta bardzo zróżnicowana i złożona sprawia, że bardziej zróżnicowany staje się również mikrobiom. Położenie geograficzne oraz różnice kulturowe powodują, że mikrobiom jelitowy może być odmienny wśród ludzi zamieszkujących różne inne regiony świata i spożywających pokarmy innego typu. Zmiany w składzie mikroorganizmów jelitowych może wywołać także przewlekły stres oraz częsty intensywny wysiłek fizyczny3.
Negatywny wpływ mają leki, takie jak metformina, przyjmowana w cukrzycy typu II lub inhibiotory pompy protonowej, stosowane często w chorobie wrzodowej żołądka, refluksie żołądkowo – jelitowym, a także profilaktycznie w terapii niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi4. Ogromne spustoszenie w mikrobiomie pozostawiają po sobie antybiotykoterapie, szczególnie te w wykorzystaniem antybiotyków o szerokim spektrum działania. Z jednej strony mają one pozytywne działanie, hamując namnażanie lub zabijając bakterie patogenne. Z drugiej strony, ich użycie oddziałuje negatywnie na mikroflorę fizjologiczną, skutkując długotrwałymi zaburzeniami w jej składzie. Mogą także sprzyjać rozprzestrzenianiu się antybiotykoopornych szczepów bakterii, stanowiąc źródło genów oporności wśród mikroorganizmów jelitowych3. Nie bez znaczenia pozostaje także teraźniejszy tryb życia i związane z nim spożywanie chlorowanej wody, dodawanie różnych dodatków do żywności i jej zanieczyszczenia metalami ciężkimi, antybiotykami, pestycydami, mikotoksynami oraz zanieczyszczeniami organicznymi. Ciągłe narażenie na wymienione czynniki prowadzi w konsekwencji do stanu dysbiozy5.
Rola mikrobiomu w organizmie
Jak wcześniej wspomniano, mikrobiom jelitowy wytwarza szereg witamin niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Należą do nich wszystkie witaminy z grupy B oraz witamina K. Mikrobiom odpowiada także za trawienie złożonych polisacharydów, niestrawionych we wcześniejszych odcinkach przewodu pokarmowego. Ponadto, syntetyzuje niezbędne aminokwasy, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe oraz bierze udział w metabolizmie glukozy i cholesterolu. Za pośrednictwem różnych szlaków metabolicznych ma również zdolność do komunikacji z ośrodkowym układem nerwowym. Wykorzystuje do tego między innymi hormony i neuroprzekaźniki.
W połączeniu w układem odpornościowym człowieka mikroorganizmy jelitowe stanowią pierwszą linię obrony przed toksynami i patogenami, chroniąc tym samym przed rozwojem choroby. W wyniku produkcji związków przeciwdrobnoustrojowych, zapobiegają kolonizacji patogenów, wykorzystując efekt bariery. Poprzez oddziaływanie z komórkami nabłonka jelitowego stanowią integralną część wrodzonego układu odpornościowego błony śluzowej jelit.
Dysbioza towarzyszy stanom i chorobom, takim jak: choroba Leśniowskiego – Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego, zespół jelita drażliwego, zakażenie Clostridium difficile, choroby metaboliczne czy niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby. Badania wykazały, że dokonanie zmian w mikrobiomie za pomocą odpowiednich antybiotyków, probiotyków, a nawet przeszczepu mikrobiomu może prowadzić do szybszego polepszenia stanu pacjentów cierpiących na wspomniane choroby1.
Dokonanie charakterystyki populacji, które doprowadziły do stanu dysbiozy jest ważne przy podjęciu strategii terapeutycznych. Możliwe jest to przy użyciu metod laboratoryjnych5. Dziedzina nauki zajmująca się badaniem mikrobiomu jelitowego nazywana jest mikrobiomiką. Jej celem jest identyfikacja jego składu, analiza genomu drobnoustrojów wchodzących w jego skład, określenie interakcji zachodzących między organizmem gospodarza, a mikroorganizmami jelitowymi oraz stwierdzenie wpływu mikrobiomu na patologię choroby. Wykorzystywane są metody molekularne w połączeniu z silnie rozwijająca się bioinformatyką. Jako materiał do badania mogą służyć próbki kału lub wycinki pobrane w wyniku biopsji błony śluzowej jelita6.
Mikrobiom jelitowy stanowi złożoną, integralną część ludzkiego organizmu. Zapewnia istotne wsparcie umożliwiające prawidłowy przebieg różnych procesów metabolicznych oraz funkcjonowanie układu odpornościowego, chroniąc przed rozwojem wielu stanów patologicznych. Dysbioza może prowadzić do chorób wymagających odpowiedniej terapii. Badanie składu mikroflory jelitowej jest obiektem zainteresowania wielu badań, dając nadzieję na jego szersze wykorzystanie w diagnostyce i leczeniu1.
1. Mayenaaz Sidhu, David van der Poorten. The gut microbiome. Aust Fam Physician. 2017;46(4):206-211.
2. Na Shi, Na Li, Xinwang Duan and Haitao Niu. Interaction between the gut microbiome and mucosal immune system. Mil Med Res. 2017 Apr 27;4:14. doi: 10.1186/s40779-017-0122-9.
3. Gail A Cresci 1, Emmy Bawden. Gut Microbiome: What We Do and Don't Know. Nutr Clin Pract. 2015 Dec;30(6):734-46. Doi: 10.1177/0884533615609899.
4. Rinse K Weersma , Alexandra Zhernakova, Jingyuan Fu. Interaction between drugs and the gut microbiome. Gut. 2020 Aug;69(8):1510-1519. doi: 10.1136/gutjnl-2019-320204
5. Fabien Magne, Martin Gotteland, Lea Gauthier, Alejandra Zazueta, Susana Pesoa, Paola Navarrete, Ramadass Balamurugan. The Firmicutes/Bacteroidetes Ratio: A Relevant Marker of Gut Dysbiosis in Obese Patients?.Nutrients. 2020 May 19;12(5):1474. doi: 10.3390/nu12051474
6. P C Barko, M A McMichael, K S Swanson, D A Williams. The Gastrointestinal Microbiome: A Review. J Vet Intern Med. 2018 Jan;32(1):9-25. doi: 10.1111/jvim.14875.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed dziewięciu laty profesor Chris Greening i jego koledzy z Monash University zainteresowali się Mycobacterium smegmatis. Ta niezwykła bakteria może przetrwać wiele lat bez dostępu do organicznych źródeł pożywienia. Ku zdumieniu australijskich naukowców okazało się, że M. smegmatis pobiera wodór z atmosfery i wykorzystuje go produkcji energii. Teraz naukowcom udało się wyekstrahować enzym odpowiedzialny za cały proces. Mają nadzieję, że uda się go wykorzystać do produkcji tanich wydajnych ogniw paliwowych.
Enzym hydrogenazy, zwany Huc, ma tak wysokie powinowactwo do wodoru, że utlenia wodór atmosferyczny, mówi Greening. Huc jest niezwykle wydajny. W przeciwieństwie do innych znanych enzymów i katalizatorów korzysta z wodoru poniżej poziomu atmosferycznego, który stanowi 0,00005% powietrza, którym oddychamy – dodaje uczony. Od pewnego czasu wiedzieliśmy, że bakterie mogą wykorzystywać wodór atmosferyczny jako źródło energii. Jednak do teraz nie wiedzieliśmy, jak to robią – stwierdza.
Bliższe badania ujawniły, że Huc niezwykle wydajnie zmienia minimalne ilości H2 w prąd elektryczny, jednocześnie zaś jest niewrażliwy na oddziaływanie tlenu, który jest zwykle bardzo szkodliwy dla katalizatorów. Co więcej Huc jest odporny na wysokie temperatury. Nawet w temperaturze 80 stopni Celsjusza zachowuje swoje właściwości.
Bakterie wytwarzające Huc powszechnie występują w środowisku naturalnym. Odkryliśmy mechanizm, który pozwala bakteriom „żywić się powietrzem”. To niezwykle ważny proces, gdyż w ten sposób bakterie regulują poziom wodoru w atmosferze, pomagają utrzymać żyzność i zróżnicowanie gleb oraz oceanów, dodaje Greening.
Obecnie naukowcy pracują nad skalowaniem produkcji Huc. Chcą uzyskać większe ilości enzymu, by go lepiej przebadać, zrozumieć oraz opracować metody jego wykorzystania w procesach przemysłowych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z NOIRLab udostępnili gigantyczną bazę danych obiektów znajdujących się w płaszczyźnie Drogi Mlecznej. Zawiera ona informację o 3 miliardach 320 milionach ciał niebieskich. To największy na świecie katalog tego typu.
To już druga wersja Dark Energy Camera Plane Survey – DECaPS2. Prace nad nią trwały przez dwa lata, w czasie których za pomocą Dark Energy Camera wykonano 214 000 fotografii. Na ich podstawie zebrano ponad 10 terabajtów danych, opisując około 3,32 miliarda obiektów.
Dark Energy Camera zainstalowana jest na 4-metrowym teleskopie Victor M. Blanco w Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO). W skład CTIO wchodzi zespół teleskopów znajdujących się na wysokości ponad 2200 metrów nad poziomem morza. Położenie obserwatorium daje dobry widok na południową część nieboskłonu, co pozwoliło DECam na wykonanie bardzo dokładnych zdjęć południowej części płaszczyzny (równika) naszej galaktyki.
W DECaPS2 znajdziemy dane o obiektach, które udało się sfotografować w świetle widzialnym oraz w bliskiej podczerwieni. Pierwsza wersja DECaPS została udostępniona w 2017 roku. Obecnie, po znacznym rozszerzeniu, baza opisuje obiekty zidentyfikowane na 6,5% nocnego nieba, a obszar objęty obserwacjami ma 130 stopni długości.
Jednym z powodów, dla których DECaPS2 okazał się takim sukcesem jest fakt, że nakierowaliśmy aparat na region o wysokim zagęszczeniu gwiazd i bardzo dokładnie identyfikowaliśmy różne obiekty. W ten sposób udało się stworzyć największy katalog obiektów kosmicznych, mówi Andrew Saydjari z Uniwersytetu Harvarda. W połączeniu z przeglądem Pan-STARRS 1, DECaPS2 uzupełnia 360-stopniową panoramę Drogi Mlecznej. Dzięki niemu możemy teraz stworzyć najbardziej szczegółową trójwymiarową mapę naszej galaktyki, dodaje Edward Schlafly ze Space Telescope Science Institute.
DECam to instrument, który powstał na potrzeby projektu badania ciemnej energii, Dark Energy Survey. Sesje obserwacyjne prowadzono w latach 2013–2019.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.