Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Tysiące gatunków bakterii, w większości nieznanych, zamieszkują nasze jelita. A to dopiero początek

Recommended Posts

Międzynarodowy zespół naukowy stworzył wielką bazę danych wszystkich znanych genomów bakteryjnych obecnych w mikrobiomie ludzkich jelit. Baza umożliwia specjalistom badanie związków pomiędzy genami bakterii a proteinami i śledzenie ich wpływu na ludzkie zdrowie.

Bakterie pokrywają nas z zewnątrz i od wewnątrz. Wytwarzają one proteiny, które wpływają na nasz układ trawienny, nasze zdrowie czy podatność na choroby. Bakterie są tak bardzo rozpowszechnione, że prawdopodobnie mamy na sobie więcej komórek bakterii niż komórek własnego ciała. Zrozumienie wpływu bakterii na organizm człowieka wymaga ich wyizolowania i wyhodowania w laboratorium, a następnie zsekwencjonowania ich DNA. Jednak wiele gatunków bakterii żyje w warunkach, których nie potrafimy odtworzyć w laboratoriach.

Naukowcy, chcąc zdobyć informacje na temat tych gatunków, posługują się metagenomiką. Pobierają próbkę interesującego ich środowiska, w tym przypadku ludzkiego układu pokarmowego, i sekwencjonują DNA z całej próbki. Następnie za pomocą metod obliczeniowych rekonstruują indywidualne genomy tysięcy gatunków w niej obecnych.

W ubiegłym roku trzy niezależne zespoły naukowe, w tym nasz, zrekonstruowały tysiące genomów z mikrobiomu jelit. Pojawiło się pytanie, czy zespoły te uzyskały porównywalne wyniki i czy można z nich stworzyć spójną bazę danych, mówi Rob Finn z EMBL's European Bioinformatics Institute.

Naukowcy porównali więc uzyskane wyniki i stworzyli dwie bazy danych: Unified Human Gastrointestinal Genome i Unified Gastrointestinal Protein. Znajduje się w nich 200 000 genomów i 170 milionów sekwencji protein od ponad 4600 gatunków bakterii znalezionych w ludzkim przewodzie pokarmowym.

Okazuje się, że mikrobiom jelit jest nie zwykle bogaty i bardzo zróżnicowany. Aż 70% wspomnianych gatunków bakterii nigdy nie zostało wyhodowanych w laboratorium, a ich rola w ludzkim organizmie nie jest znana. Najwięcej znalezionych gatunków należy do rzędu Comentemales, który po raz pierwszy został opisany w 2019 roku.

Tak olbrzymie zróżnicowanie Comentemales było wielkim zaskoczeniem. To pokazuje, jak mało wiemy o mikrobiomie jelitowym. Mamy nadzieję, że nasze dane pozwolą w nadchodzących latach na uzupełnienie luk w wiedzy, mówi Alexancre Almeida z EMBL-EBI.

Obie imponujące bazy danych są bezpłatnie dostępne. Ich twórcy uważają, że znacznie się one rozrosną, gdy kolejne dane będą napływały z zespołów naukowych na całym świecie. Prawdopodobnie odkryjemy znacznie więcej nieznanych gatunków bakterii, gdy pojawią się dane ze słabo reprezentowanych obszarów, takich jak Ameryka Południowa, Azja czy Afryka. Wciąż niewiele wiemy o zróżnicowaniu bakterii pomiędzy różnymi ludzkimi populacjami, mówi Almeida.

Niewykluczone, że w przyszłości katalogi będą zawierały nie tylko informacje o bakteriach żyjących w naszych jelitach, ale również na skórze czy w ustach.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Hormony z grupy androgenów mogą wpływać na rozwój raka prostaty. Dlatego też w leczeniu tej choroby stosuje się metody zmniejszenia produkcji androgenów metodami operacyjnymi (kastracja) lub farmakologicznymi (leczenie hormonalne). Nowotwór może jednak zyskać oporność na terapie hormonalne. Jak się okazuje, mogą być za to odpowiedzialne bakterie mikrobiomu.
      Naukowcy z londyńskiego Institute of Cancer Research oraz Institute of Oncology Research w Bellizonie i ETH Zurich wykorzystali myszy oraz próbki pobrane od ludzi do zbadania roli żyjących w jelitach mikroorganizmów w rozwoju raka prostaty. Gdy u myszy cierpiących na nowotwór prostaty usunięto cały mikrobiom, okazało się, że choroba postępuje wolniej, a oporność na terapie hormonalne pojawia się później. Naukowcy odkryli też, że gdy myszy o niskim poziomie androgenu, u której nie rozwinęła się jeszcze odporność na leczenie hormonalne, przeszczepi się kał od myszy z odpornym na terapie rakiem prostaty, dochodzi do przyspieszenia postępów choroby.
      Bliższa analiza wykazała, że u pacjentów z opornym na kastrację rakiem gruczołu krokowego dochodzi do wzbogacenia bakterii komensalnych – a zatem bakterii chroniących nas przed patogenami – o gatunki zdolne do przekształcania prekursorów androgenów w aktywne androgeny. Hormony te trafiają następnie do układu krążenia i, jak się wydaje, wspomagają rozwój nowotworu i pojawienie się oporności na leczenie
      Nasze badania wykazały, że po zapoczątkowaniu hormonalnego leczenia raka prostaty „dobre mikroorganizmy” mogą prowadzić do zwiększenia produkcji androgenów. Z kolei androgeny mogą podtrzymywać rozwój guza i prowadzić do pojawienia się oporności na leczenie, mówi profesor Johann de Bono z Londynu. To pierwsze badania, które ujawniły istnienie mechanizmu, za pomocą którego mikrobiom jelit może napędzać rozwój nowotworu prostaty i pojawienie się oporności na terapie polegające na zmniejszeniu ilości androgenów, dodaje Kristian Helin, dyrektor Institute of Cancer Research.
      Dzięki zrozumieniu, jak pożyteczne bakterie, które odgrywają ważną rolę w utrzymaniu nas w dobrym zdrowiu, mogą wpływać na metabolizm hormonów u mężczyzn cierpiących na raka prostaty, możemy opracować nowe strategie leczenia raka prostaty. Być może do skutecznej walki z tą chorobą konieczne okaże się odpowiednie manipulowanie składem mikrobiomu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Skrajne wcześniactwo wiąże się z dużym ryzykiem uszkodzenia mózgu. Naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego i Medycznego Uniwersytetu Wiedeńskiego znaleźli potencjalny cel terapeutyczny, który może pomóc leczyć takie uszkodzenia. Co interesujące, znajduje się on poza mózgiem, a są nim... bakterie mikrobiomu jelit. Uczeni odkryli, że nadmiar bakterii z rodziny Klebsiella w jelitach skrajnych wcześniaków powiązany jest ze zwiększą obecnością pewnych komórek odpornościowych i rozwojem uszkodzeń mózgu.
      Wiemy, że wczesny rozwój jelit, mózgu i układu odpornościowego są ściśle ze sobą powiązane. Związek ten nazywany jest osią jelita-układ odpornościowy-mózg.
      Mikroorganizmy w mikrobiomie jelit – na który składają się setki niezbędnych do życia gatunków bakterii, grzybów, wirusów i innych mikroorganizmów – są u zdrowych osób w stanie równowagi. Jednak u wcześniaków, u których układ odpornościowy i mikrobiom jeszcze się nie w pełni rozwinęły, z dużym prawdopodobieństwem może dojść do zaburzenia tej równowagi. A to negatywnie wpływa na mózg, wyjaśnia główny autor badań, mikrobiolog i immunolog David Seki.
      Naukowcom udało się zidentyfikować liczne wzorce w mikrobiomie i układzie odpornościowym, które są powiązane z głębokością i postępem uszkodzeń mózgu. Co ważne, takie wzorce często ujawniają się, zanim dojdzie do zmian w mózgu. To zaś wskazuje, że istnieje okienko, w którym u skrajnych wcześniaków będziemy mogli powstrzymać uszkodzenia mózgu lub w ogóle im zapobiec, stwierdza David Berry z Uniwersytetu Wiedeńskiego.
      Terapie takich zaburzeń będą możliwe dzięki biomarkerom, które Austriakom już udało się zidentyfikować. Nasze badania pokazują, że nadmierny rozrost Klebsielli i powiązany z tym podniesiony poziom subpopulacji limfocytów Tγδ (gamma delta) najprawdopodobniej zwiększają uszkodzenia mózgu. Byliśmy w stanie wyśledzić ten mechanizm, gdyż jako pierwsi szczegółowo zbadaliśmy, jak u specyficznej grupy noworodków zachodzi interakcja pomiędzy układem odpornościowym, mikrobiomem a rozwojem mózgu, wyjaśnia neonatolog Lukas Wisgrill.
      W badaniach wzięło udział 60 wcześniaków urodzonych przed 28. tygodniem ciąży i ważących mniej niż 1 kilogram. Naukowcy wykorzystali nowoczesne technologie sekwencjonowania genomu, analizowali krew i próbki kału oraz wykorzystywali EEG i rezonans magnetyczny.
      Jak mówią główni autorzy badań, Angelika Berger i David Berry, to dopiero wstęp do jeszcze lepszego zrozumienia rozwoju wcześniaków. Uczeni chcą przez kolejne lata śledzić losy dzieci, które brały udział w ich badaniu. Dopiero po latach dowiemy się, jak pod względem motorycznym i poznawczym będą się te dzieci rozwijały. Naszym celem jest zrozumienie, w jaki sposób bardzo wczesny rozwój osi jelita-układ odpornościowy-mózg wpływa na długoterminowy rozwój, stwierdza Berger.
      Ze szczegółowymi wynikami badań można zapoznać się w artykule Aberrant gut-microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage opublikowanym na łamach Cell Host & Microbe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badania przeprowadzone na University of Iowa sugerują, że dieta roślinna w połączeniu z odpowiednim składem mikrobiomu może chronić przed stwardnieniem rozsianym. Problem w tym, że osoby cierpiące na to schorzenie nie posiadają w jelitach odpowiednich bakterii.
      Grupa badawcza pracująca pod kierunkiem profesora Ashutosha Mangalama wykazała, że dieta bogata w izoflawony chroni myszy przed wystąpieniem objawów podobnych do stwardnienia rozsianego. Co jednak ważne, takie korzystna działanie obserwowano jedynie wówczas, gdy w mikrobiomie myszy znajdowały się mikroorganizmy zdolne do rozkładania izoflawonów.
      Co interesujące, wcześniejsze badania na ludziach wykazały, że u osób z MS bakterie takie nie występują. Uzyskane przez nas wyniki to dowód, że połączenie diety bogatej w izoflawony oraz bakterii metabolizujących te związki, może stać się potencjalną metodą leczenia MS. W izoflawony bogata jest soja, orzechy, ciecierzyca i inne rośliny strączkowe.
      Przeprowadzone w Iowa badania wykazały tez, że u myszy spożywających dietę bogatą w izoflawony, skład mikrobiomu jest podobny do jego składu u zdrowych ludzi. Z kolei u myszy, które izoflawonów nie spożywają, skład mikrobiomu podobny jest do składu mikrobiomu osób chorych na stwardnienie rozsiane.
      Obecnie nie znamy przyczyn MS. Prawdopodobnie mamy tutaj do czynienia ze złożoną interakcją pomiędzy czynnikami genetycznymi i środowiskowymi, co zapoczątkowuje chorobę. W ostatnim jednak czasie zaczęły pojawiać się badania sugerujące, że w rozwoju MS może brać udział mikrobiom jelit.
      Już wcześniej Mangalam i jego zespół wykazali, że istnieją różnice w mikrobiomie osób chorych na MS i zdrowych, a jedną z najważniejszych jest brak u osób z MS bakterii biorących udział w metabolizmie izoflawonów. Teraz ten sam zespół dowiódł, że bakterie metabolizujące izoflawony wygaszają stan zapalny w mysim modelu stwardnienia rozsianego.
      Porównując wpływ diety bogatej w izoflawon i diety, w której izoflawonów nie było, naukowcy stwierdzili, że izoflawony chronią przez objawami MS. Gdy jednak z organizmu myszy usunęli bakterie metabolizujące izoflawony, same izoflawony nie chroniły przed objawami MS. Gdy zaś bakterie te przywrócono, dobroczynne skutki takiej diety powróciły. Co więcej, dowiedli, że konkretny metabolit – fitoestrogen ekwol – również zapewnia ochronę przed chorobą.
      Badania sugerują, że dieta bogata w izoflawony może pełnić funkcję ochronną, pod warunkiem jednak, że w jelitach mamy bakterie metabolizujące izoflawony, dodaje Mangalam.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kraków jako jedyne miasto w Polsce bierze dzisiaj udział w akcji global City Sampling Day (gCSD), która polega na zbieraniu wymazów z powierzchni na przystankach, w autobusach i tramwajach, na ławkach. Materiał posłuży stworzeniu mikrobiologicznego "odcisku palca" miasta.
      Informacje te przekazały Uniwersytet Jagielloński i Urząd Miasta Krakowa, które po raz drugi zrealizują projekt w stolicy Małopolski. Jak udowadniają naukowcy, każde miasto ma swój mikrobiologiczny "odcisk palca".
      Global City Sampling Day (gCSD) odbywa się co roku 21 czerwca w ponad 60 miastach na sześciu kontynentach. Kraków przystąpił do gCSD w 2020 r., kiedy to wolontariusze pobrali wymazy na przystankach i w tramwajach z automatów biletowych, siedzeń, poręczy, uchwytów, zlokalizowanych na trasach linii tramwajowych 52, 50 i 14. Dodatkowe próbki zostały pobrane za pomocą próbnika powietrza w tunelach znajdujących się w okolicach Dworca Głównego.
      W tym roku akcja zostanie powtórzona, a na podstawie wyników z obu lat dr hab. inż. Paweł Łabaj i jego zespół z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego zaprezentują mikrobiologiczny "odcisk palca" przestrzeni miejskiej Krakowa. Dane te – według naukowców – są szczególnie pomocne w zrozumieniu interakcji człowieka ze światem drobnoustrojów w miastach.
      Próbki zostaną przekazane do ogólnej bazy gCSD w Nowym Jorku, prowadzonej przez prof. Christophera Masona. Nowojorski zespół badawczy wyodrębni i zsekwencjonuje DNA z każdej próbki w celu identyfikacji gatunków mikroorganizmów, które się w nich znajdują.
      W maju MetaSUB Consortium opublikowało wyniki z pierwszych lat przeprowadzania gCSD w magazynie "Cell". Łącznie badacze we wszystkich próbkach zebranych z powierzchni znaleźli 4 246 znanych gatunków mikroorganizmów. Dwie trzecie z nich stanowiły bakterie, podczas gdy pozostałe to mieszanka grzybów, wirusów i innych rodzajów mikrobów. Znaleziono również 10 928 wirusów i 748 rodzajów bakterii, które nigdy wcześniej nie zostały udokumentowane w żadnej bazie. Zdaniem naukowców większość tych organizmów prawdopodobnie jest neutralna dla ludzi, a niektóre mogą być w rzeczywistości korzystne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Międzynarodowe konsorcjum przedstawiło wyniki największego w historii badania mikrobiomu miejskiego. Projekt, w ramach którego zsekwencjonowano i przeanalizowano próbki pobrane w 60 miastach na całym świecie, zawiera kompleksową analizę i oznaczenie gatunkowe wszystkich zidentyfikowanych w próbkach drobnoustrojów. W badaniach uczestniczył dr hab. inż. Paweł Łabaj z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ (MCB UJ).
      Każde miasto ma swój własny molekularny odcisk palca pochodzący od mikrobów, które je definiują. Na podstawie materiału zebranego z podeszwy buta, mógłbym stwierdzić z około 90-procentową dokładnością, z jakiego miasta pochodzi jego właściciel – mówi prof. Christopher Mason, główny autor publikacji, która wczoraj ukazała się w Cell, a towarzysząca mu praca w Microbiome.
      Badania oparte są na 4728 próbkach pobranych w ciągu 3 lat z miast na 6 kontynentach. Wyniki uwzględniają lokalne markery oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe i stanowią pierwszy systematyczny, ogólnoświatowy katalog ekosystemu drobnoustrojów miejskich. Oprócz odrębnych „odcisków palca” mikrobiomów w różnych miastach, analiza ujawniła podstawowy zestaw 31 gatunków, które zostały znalezione w 97 proc. próbek z badanych obszarów miejskich. Badacze zidentyfikowali 4246 znanych gatunków mikroorganizmów miejskich, ale stwierdzili również, że dalsze pobieranie próbek będzie prowadzić do pojawienia się gatunków, które nigdy wcześniej nie zostały zaobserwowane. Odzwierciedla to niezwykły potencjał badań związanych z różnorodnością i funkcjami biologicznymi mikroorganizmów występujących w środowiskach miejskich.
      Projekt konsorcjum rozpoczął się w 2013 roku, kiedy prof. Christopher Mason zaczął zbierać i analizować próbki mikrobów w systemie nowojorskiego metra. Po publikacji pierwszych wyników skontaktowali się z nim badacze z całego świata, którzy chcieli wykonać podobne badania w swoich miastach. W 2015 roku światowe zainteresowanie zainspirowało prof. Masona do stworzenia międzynarodowego konsorcjum MetaSUB (Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes). Jednym z pierwszych, którzy dołączyli, był dr hab. inż. Paweł Łabaj z MCB UJ, który wcześniej współpracował z amerykańskim uczonym w innych projektach. Jako wiodący członek Międzynarodowego Konsorcjum MetaSUB był najpierw głównym badaczem w Wiedniu, a obecnie w Krakowie. Kieruje również pracami europejskich partnerów konsorcjum w ramach założonego stowarzyszenia MetaSUB Europe Society.
      Głównym projektem konsorcjum jest global City Sampling Day (gCSD), który odbywa się co roku 21 czerwca. Kraków przystąpił do gCSD w 2020 roku, kiedy to wolontariusze pobrali wymazy na przystankach i w tramwajach z automatów biletowych, siedzeń, poręczy, uchwytów, zlokalizowanych na trasach linii tramwajowych 52, 50 i 14. Dodatkowe próbki zostały pobrane za pomocą próbnika powietrza w tunelach znajdujących się w okolicach dworca głównego. W tym roku akcja zostanie powtórzona, a na podstawie wyników z obu lat dr hab. inż. Paweł Łabaj i jego zespół zaprezentują mikrobiologiczny "odcisk palca" przestrzeni miejskiej Krakowa. Projekt nie byłby możliwy bez czynnej współpracy z Wydziałem ds. Przedsiębiorczości i Innowacji Urzędu Miasta Krakowa, Zarządem Transportu Publicznego w Krakowie i Miejskim Przedsiębiorstwem Komunikacyjnym w Krakowie.
      Konsorcjum MetaSUB prowadzi również inne szeroko zakrojone badania, w tym wykonało kompleksową analizę mikrobiologiczną powierzchni miejskich oraz populacji komarów przed, w trakcie i po Letnich Igrzyskach Olimpijskich w Rio de Janeiro w 2016 roku. Inny projekt, rozpoczęty w 2020 roku, koncentruje się na badaniu występowania SARS-CoV-2 i innych koronawirusów u kotów domowych. Planowany jest także projekt związany z olimpiadą w Tokio w 2021 roku. W związku z tym konsorcjum rozszerzyło swoją aktywność na pobieranie próbek z powietrza, wody i ścieków, a nie tylko z powierzchni twardych.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...