Skadliga bakterier lever i friska organ utan att orsaka sjukdom


Skadliga bakterier lever i friska organ utan att orsaka sjukdom

Forskare som arbetar med ett stort projekt som har kartlagt alla olika mikrober som lever i och på en hälsosam kropp har gjort ett antal anmärkningsvärda upptäckter, däribland det faktum att Skadliga bakterier kan leva i friska kroppar och sameksistera med deras värd och andra mikrober utan att orsaka sjukdom .

I veckan ses publikationen av flera papper från Human Microbiome Project (HMP), inklusive två in Natur Och två i PLoS ONE .

Mikrobiomen

Mikrobiomen är summan av alla mikrober som koloniserar kroppen: den består av biljoner mikroorganismer som överstiger mänskliga celler med 10 till 1. Mikroberna bor i varje klyfta och krok i kroppen, och för det mesta är förhållandet ett vänligt, Eftersom de hjälper dig att smälta mat, stärka immunsystemet och bekämpa farliga patogener.

Colorado University (CU) -Boulder Lektor Rob Knight av BioFrontiers Institute är medförfattare på de två Natur papper. Han berättade för pressen att mikrobiomen endast kan utgöra 1 till 3% av den mänskliga kroppsmassen, men den spelar en nyckelroll i människors hälsa.

En av de fascinerande egenskaperna hos mikrobiomen är att olika kroppsplatser har olika kommuner av mikroorganismer som är lika olika från varandra som skillnaderna mellan mikrobiella samhällen i oceaner och öknar.

Knight sa:

"Genom att bättre förstå denna mikrobiella variation kan vi börja söka efter genetiska biomarkörer för sjukdom."

En annan av de nyfikenheter som HMP har upptäckt är att även friska människor bär låga nivåer av skadliga bakterier, men så länge kroppen förblir frisk, orsakar de inte sjukdom, de existerar bara tillsammans med fördelaktiga mikrober.

Knight sa att vi nu behöver ta reda på varför: vad händer att patogener blir dödliga?

Human Microbiome Project (HMP)

Human Conservation Microbiome Project (HMP) är en samarbetsgrupp med över 200 forskare från 80 forskningscentra som organiseras och finansieras av National Institute of Health (NIH) i USA. Projektet har pågått sedan 2007.

Många forskare betraktar nu mänskliga kroppar som "överorganismer", samlingar av samhällen som består av mänskliga och mikrobiella celler som existerar i en helhet som är mer än summan av dess delar.

Tanken bakom HMP är att eftersom mikrobiomen är mer varierad än genomet, och lättare att modifiera, ger den en mer logisk utgångspunkt för individuellt skräddarsydda behandlingar, målet med personlig medicin.

Riddare sa att HMP har samplat mikrobiomen hos många människor, att "få en bättre uppfattning om variabilitet, och hur mikrober arbetar i komplexa samhällen".

Under 2009 publicerade ett lag från CU-Boulder och Washington University School of Medicine i St. Louis, ledd av Knight, den första atlasen av bakteriell mångfald över människokroppen i ett papper i Vetenskap .

För den studien tog de swabprover från 27 platser på kropparna av 9 volontärer och fann att vi människor har personliga bakteriegemenskaper som varierar mycket över våra kroppar: de på pannan har en annan signatur till dem på fötterna, och Till dem i våra navlar och i våra näsor.

Nytt sätt att undersöka mikrobiomen

För de nyligen publicerade 2012-studierna samlade HMP-forskare mikrobiomerna av 242 friska amerikaner: samla vävnad vid tre olika tider från 15 kroppsplatser på 129 män och från 18 platser på 113 kvinnor. Städerna omfattade hud, näsa, mun, armbågar och nedre tarmar.

Ett viktigt inslag i projektet är den metod forskarna använde för att identifiera mikroorganismerna. I stället för att isolera och odla enskilda patogener renade de och analyserade alla humana och mikrobe DNA tillsammans prov genom prov, för över 5000 prov .

För analysen användes DNA-sekvenseringsmaskiner och datorer för att leta efter specifika genetiska signaler som de visste var närvarande endast i bakterier. Dessa signaler kommer från de variabla ribosomala RNA-generna i bakterier som hjälper till att skapa cellulära strukturer som gör proteiner. Med hjälp av dessa kunde forskarna spåra signaturerna för olika mikrobiella arter.

Med hjälp av mikrobiella signaturer kan HMP-forskarna ignorera alla humana genomsekvenser och fokusera på bakteriellt DNA.

En annan metod som de använde kallas "metagenomisk" sekvensering. Detta sekvenser DNA för hela det mikrobiella samhället och låter till exempel forskarna studera de metaboliska förmågorna som kodas i generna i det mikrobiella samhället.

Viktiga upptäckter om mikrobiomen

HMP-forskarna fastställde det Mer än 10 000 mikrobiella arter bor i det mänskliga "ekosystemet" . Riddare sa att de tror att de nu har hittat mellan 81 och 99% av alla släktingar av mikroorganismer hos friska vuxna amerikaner.

En av de viktigaste resultaten var de starka skillnaderna i mikrobiella samhällen över hela kroppen. De mikrobiella samhällen som lever på tänderna skiljer sig till exempel från saliv.

Och den mest mångsidiga samlingen av mikrober befanns att befinna sig i huden, vilket förmodligen inte är överraskande eftersom huden är huvudbarriären mellan kroppen och omvärlden.

I en av Natur Studier, som leds av Dr. Jeffrey Gordon av Washington University, fann forskarna dramatiska skillnader i amerikanska darmmikroppar jämfört med människor från andra länder som Malawi och Venezuela, hos vuxna och barn.

Knight sa att de bara "börjar skrapa ytan" när det gäller att ta reda på hur den mänskliga mikrobiomen utvecklas från spädbarn till vuxenliv i olika delar av kroppen och i olika länder.

Han sa att de var särskilt intresserade av hur icke-västerländska befolkningar inte lider av de sjukdomar som vi vanligtvis associerar med en västerländsk livsstil, som astma, allergier, fetma och inflammatorisk tarmsjukdom.

En annan intressant upptäckt är det Av de gener som påverkar människans ämnesomsättning, de flesta är i mikrobiomen och inte i det humana genomet .

Det humana genomet har omkring 22 000 gener för kodning av proteiner, men den humana mikrobiomen har omkring 8 miljoner unika gener som kodar proteiner.

Resultatet är att vi inte kunde smälta maten och absorbera viktiga näringsämnen om det inte var för bakterierna i vår tarmen.

Gut bakterier gör dessutom mer än att bryta ner mat och dess beståndsdelar som proteiner, fetter och kolhydrater, de producerar också fördelaktiga föreningar som vitaminer och antiinflammatoriska medel.

Och inom denna komplexitet av tarmprocesser gjorde HMP-forskarna en annan anmärkningsvärd upptäckt: fördelningen av metaboliska processer som tillhandahålls av mikroorganismer är viktigare än vilken art som faktiskt gör jobbet.

Till exempel innehåller en hälsosam tarm alltid ett samhälle av mikrober som hjälper till att smälta fetter. Men det här jobbet behöver inte göras av samma art varje gång: forskarna sa att det var som att bakterierna "klämde" från varandra.

Den nya forskningen bekräftade också fynd från tidigare, mindre studier: det Komponenterna i den humana mikrobiomen förändras under sjukdom . När en patient är sjuk eller tar antibiotika, kan mikrobiomets art skiftas väsentligt som en bakterieart eller en annan påverkas. Så småningom sätter mikrobiomen sig i ett nytt jämviktsläge, även om den tidigare kompositionen inte är helt återställd.

Barn med oförklarlig feber

En av PLoS Studier, ledd av Gregory A Storch, Ruth L Siteman professor i barnläkare vid Washington University, undersökte mikroberna i näsan och blodet hos barn som utvecklar plötslig, oförklarlig feber. Detta är ett vanligt problem hos spädbarn under 3 år, och antibiotika ges ofta som en försiktighet, men det här är också problematiskt eftersom det bidrar till antibiotikaresistens.

Forskarna i denna studie fann att prover från de sjuka barnen hade fler arter av virus, några av dem nya, än prov från barn utan feber, som de också hade tagit för jämförelse.

Medan feber är ett av de sätt som kroppen försvarar mot virus som kan orsaka sjukdom, Denna studie visar att även barn utan feber bär virus, men i lägre antal .

Detta sätter scenen för ytterligare forskning för att undersöka skillnaderna mellan virusinfektioner med och utan feber, vilket leder till nya sätt att tillämpa mikrobiomekunskap i kliniken, sa forskarna.

Nya organismer hittades i pallprover

I en annan PLoS Studie, forskare från Genome Institute och University of California, San Francisco, fann tidigare okända grupper (taxa) av mikroorganismer i pallprover från 11 friska individer.

Medan de bara hittade låga nivåer av dessa ännu inte nämnda mikroorganismer, föreslår forskarna att de förmodligen är ganska vanliga eftersom de fann dem hos flera personer.

Framtida HMP studier

HMP-forskarna planerar nu kliniska studier som söker kopplingar mellan mikrobiom och sjukdom. Dessa inkluderar: undersökning av förändringar i vaginala mikrobiomet under graviditeten; Undersöker rollen av tarmmikrobiomen hos ulcerös kolit, esofageal cancer och Crohns sjukdom; Vidare undersökning av virus DNA i näsborrarna hos barn med oförklarliga feber Tittar på hudmikrobiomen i psoriasis, dermatit och immunbrist; Och förstå hur mikrobiomen bidrar till barndomsstörningar som pediatrisk buksmärta och tarminflammation.

The Immune System Explained I – Bacteria Infection (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik