Wie Raubtiere unsere Darmflora beeinflussen – Die Bakteriophagen
Das Darmmikrobiom ist ein komplexes, miteinander verbundenes Ökosystem von Arten. Und wie in jedem Ökosystem sind einige Organismen Raubtiere und andere Beute. Eine neue Studie, die von Forschern des Brigham and Women’s Hospital und des Wyss Institute durchgeführt wurde, untersucht die Auswirkungen von Bakteriophagen, Viren, die Bakterien infizieren und abtöten. Sie stellen fest, dass Phagen einen tiefgreifenden Einfluss auf die Dynamik des Darmmikrobioms haben können, indem sie nicht nur bestimmte Arten direkt beeinflussen, sondern auch einen Kaskadeneffekt auf andere haben. Phagen können sich auch auf ihren menschlichen Wirt auswirken, indem sie Metaboliten, einschließlich chemischer Substanzen, die im Gehirn gefunden werden, modulieren. Das Team, dem der Erstautor Bryan Hsu und die korrespondierende leitende Autorin Pamela Silver vom Wyss Institute sowie Dr. Lynn Bry vom Brigham and Director angehören des Massachusetts Host-Microbiome Center,Zellwirt & Mikrobe .
„Eines der Hauptinteressen in meinem Labor ist es, die Veränderungen in der Dynamik des Darmmikrobioms zu verstehen . Bakteriophagen sind ein großer Bestandteil des Mikrobioms, wurden aber noch nicht viel untersucht“, sagte Dr. Ph.D., MPH, Co-Direktor des Massachusetts Host-Microbiome Center und Leiter der Abteilung für Computerpathologie in der Abteilung für Pathologie am Brigham. „Einige Leute erforschen die Phagentherapie und verwenden Phagen, um Mikroben abzutöten, aber Phagen kommen auch auf natürliche Weise im Darm vor und existieren zusammen mit dem Rest des Ökosystems. Wir wollten herausfinden, was sie dort tun.“
Um diese Frage zu beantworten, kolonisierte das Team die Eingeweide von Mäusen mit einem definierten Satz menschlicher Bakterienspezies und fügte dann Phagen hinzu, um das Wachstum jeder Mikrobe zu verfolgen. Mit Hochdurchsatz – Sequenzierung und Computeranalysen fand das Team , dass die Phagen verursacht attritions der Arten auf sie preyed wie erwartet, aber mit einem plätschernden Effekt auf den Rest des Ökosystems einschließlich Blüten von Nicht-Zielarten.
Neben der Untersuchung der Auswirkungen auf Mikroben untersuchte das Team auch die Auswirkungen auf das Metabolom – chemische Substanzen, die sowohl vom Wirt als auch von den vorhandenen Bakterien stammen können. Sie fanden heraus, dass sie bei der Modulation des Mikrobioms mit Phagen gezielte Veränderungen im Metabolom feststellen konnten, einschließlich Veränderungen der Neurotransmitterspiegel und der Gallensäuren.
„Dieser Befund fasziniert mich für die Nachverfolgung und wirft wichtige Fragen auf: Können wir Phagen verwenden, um diese Aktivitäten zu modulieren? Könnte dies eine Intervention bei Erkrankungen wie Depressionen sein, bei denen Sie die Neurotransmitterspiegel ändern möchten?“ sagte Gerber. „Auch wenn sie nicht als direktes Therapeutikum eingesetzt werden, deutet unsere Studie darauf hin, dass Phagen ein gutes Instrument zum Verständnis der möglichen Auswirkungen anderer Therapeutika sein können, die das Mikrobiom verändern.“
Gerber und seine Kollegen sind besonders daran interessiert, die Schnittstelle zwischen Phagen und Mangelernährung in Entwicklungsländern zu untersuchen, da die Mangelernährung tiefgreifende Auswirkungen auf das Metabolom und das Mikrobiom haben kann.
„Wir hoffen, dass unsere Arbeit einen Rahmen für zukünftige Untersuchungen bietet, um das Zusammenspiel zwischen Phagen , Mikrobiota und der Gesundheit und Krankheit des Wirts zu untersuchen“, sagte Gerber.
Quelle: https://phys.org/news/2019-06-phage-bacteria-predators-gut-microbiome.amp
