Effekt av tarmfloran vid infektionsskydd

Kan tarmfloran modelleras för skydd mot infektion?
Betydelsen av tarmfloran (mikrobiom) för immunsystemet har redan bevisats av många studier. Omvänt uppstår frågan om hur tarmfloran kan utformas så att den erbjuder största möjliga skydd mot infektion. För detta måste dock den skyddande effekten av enskilda bakteriestammar avkodas, vilket kan göras med hjälp av en ny modell.

Forskare vid Ludwig-Maximilians Universitetet (LMU) i Munich, det tekniska universitetet i Munchen och universitetet i Wien har etablerat en blandning av 15 bakterier i en musmodell som skyddar lika bra mot salmonella som den naturliga tarmfloran. Baserat på modellen kan interaktionerna i tarmfloran med värden och patogenerna undersökas specifikt för första gången i framtiden, enligt LMU-kommunikationen. Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften "Nature Microbiology".

Tarmfloran har långtgående effekter på infektionsskydd, som nu kan undersökas i en ny modell. (Bild: Alex / fotolia.com)

Sunt tarmflora ger gott infektionskydd
Mängden mikroorganismer i våra tarmar utgör en komplex gemenskap. "Denna naturliga tarmfloran skyddar mycket effektivt mot infektioner, såsom Salmonella eller Clostridium difficile, det medel som förorsakar antibiotikaassocierad diarré", rapporterar LMU. Forskargruppen leds av LMU biolog Professor Bärbel Stecher att den "lyckats i musmodellen, ett konsortium - det är en bakteriell gemenskap -. Att etablera endast 15 bakterier arter som har råd med samma skydd mot infektion som de olika naturliga tarmfloran"

Interaktion av tarmfloran med värden och patogenerna
Enligt forskarna kommer den nya modellen att möjliggöra riktade studier om interaktionen mellan tarmmikrobiotan och värdena och patogenerna i framtiden. Detta kan möjliggöra utveckling av nya terapier på lång sikt, rapporterar LMU. Om till exempel den skyddande effekten av enskilda bakterier kunde bestämmas, kan tarmfloran också modelleras på ett målinriktat sätt för att undvika infektioner.

Vilka bakterier orsakar infektion skydd?
Den tekniska termen för skyddsmekanismen i tarmfloran mot patogener är "koloniseringsresistens". Förändringar i tarmfloran, såsom de som orsakas av antibiotikans intag, kan avbryta denna koloniseringsresistens, förklara forskarna. Men "det är fortfarande oklart vilken roll enskilda bakteriearter spelar i koloniseringsresistens", säger professor Bärbel Stecher. Det är här den nya modellen kommer att hjälpa till i framtiden.

Germfria möss befolkade med artificiell tarmflora
För att dechiffrera funktionerna i tarmen mikrobiota identifierade forskarna först "ett minimalt konsortium med 12 bakteriearter" som representerar musen. Sterila möss koloniserades av detta konsortium som kallades Oligo-MM-12, men den artificiella tarmfloran gav inte samma skydd mot salmonella som den naturliga mikrobiomen. Därför letade forskarna efter ett nytt tillvägagångssätt för att identifiera de saknade bakterierna. Därför använde de den så kallade "Genome-guided-microbiota-designen".

Valfria anaeroba bakterier av särskild betydelse
"Vi jämförde den genetiska informationen för oligo-MM-12 med de hos den vanliga komplexa mikrobioten och identifierade de gengrupper som saknas i konsortiet", förklarar prof. Stecher. Framförallt saknades karaktäristiska gener för så kallade "fakultativa anaeroba bakterier". Denna speciella grupp av bakterier kan växa optimalt i närvaro av syre, men trivs också utan syre. Salmonella är också frivilliga anaerober, rapporterar forskarna. Däremot var bakterierna i Oligo-MM-12-konsortiet huvudsakligen skyldiga anaerober för vilket syre är giftigt.

Skydd mot Salmonella som kan jämföras med den naturliga tarmfloran
I nästa steg, forskarna därför "konsortiet sattes tre uppträder i mus intestinala fakultativt anaeroba bakterier" och sedan visat sig experimentellt att "en Kolonisierungsresistenz mot salmonella endast i denna kombination uppnås, vilket är jämförbart till möss med en naturligt komplex mikrobiota" rapporterar professor Stecher.

Funktionerna i tarmfloran specifikt dechiffrerbara?
Enligt forskarna kan det identifierade konsortiet och den nya principen om "genom-styrd mikrobiota-design" spela en nyckelroll för att avslöja tidigare okända funktioner i gutmikrobioten. Det kan också vara möjligt att identifiera bakteriegrupper som är lämpliga för behandling av sjukdomsrelaterade dysfunktioner i tarmmikrobioten, skriver forskarna. (Fp)