Effekt av tarmflora i infeksjonsbeskyttelse

Kan tarmfloraen modelleres for beskyttelse mot infeksjon?
Betydningen av tarmfloraen (mikrobiom) for immunsystemet har allerede blitt bevist av mange studier. Omvendt oppstår spørsmålet om hvordan tarmfloraen kan utformes slik at den gir størst mulig beskyttelse mot infeksjon. For dette må imidlertid først den beskyttende effekten av individuelle bakteriestammer avkodes, noe som kan gjøres ved hjelp av en ny modell.

Forskere ved Ludwig-Maximilians-universitetet (benpareenhet) i Munchen, Technical University of Munich og universitetet i Wien har etablert en blanding av 15 bakterier i en musemodell som beskytter like godt mot salmonella som den naturlige tarmfloraen. Basert på modellen kan interaksjonene i tarmfloraen med verten og patogenene spesifikt undersøkes for første gang i fremtiden, ifølge LMU-kommunikasjonen. Forskerne publiserte sine resultater i tidsskriftet "Nature Microbiology".

Tarmfloraen har vidtgående effekt på infeksjonsbeskyttelse, som nå kan undersøkes i en ny modell. (Bilde: Alex / fotolia.com)

Sunn tarmflora gir god infeksjonsbeskyttelse
De mange mikroorganismer i tarmene våre danner et komplekst samfunn. "Denne naturlige tarmfloraen beskytter veldig effektivt mot infeksjoner, slik som Salmonella eller Clostridium difficile, forårsaket av antibiotika-assosiert diaré," rapporterer LMU. Forskerteamet ledet av LMU biolog professor Bärbel Stecher bli det "lyktes i musemodell, et konsortium - det er en bakteriell samfunnet -. Å etablere bare 15 bakterier arter som har råd til samme beskyttelse mot infeksjon som varierte naturlig gut microbiota"

Interaksjon av tarmflora med verten og patogener
Ifølge forskerne vil den nye modellen muliggjøre målrettede studier på samspillet mellom tarmmikrobiota og verten og patogener i fremtiden. Dette kan muliggjøre utvikling av nye terapier på lang sikt, rapporterer LMU. Hvis for eksempel den beskyttende effekten av individuelle bakterier kunne bestemmes, kunne tarmfloraen også modelleres på en målrettet måte for å unngå infeksjoner.

Hvilke bakterier forårsaker infeksjonsbeskyttelse?
Det tekniske uttrykket for beskyttelsesmekanismen i tarmflora mot patogener er "koloniseringsresistens". Endringer i tarmflora, som de som skyldes inntak av antibiotika, kan avbryte denne koloniseringsmotstanden, forklarer forskerne. Imidlertid er det fortsatt uklart hvilken rolle enkelte bakteriearter spiller i koloniseringsmotstand, sier prof. Bärbel Stecher. Det er her den nye modellen vil hjelpe i fremtiden.

Germ-free mus befolket med kunstig tarmflora
For å dechifisere funksjonene til tarmmikrobioten, identifiserte forskerne først "et minimalt konsortium med 12 bakteriearter" som representerer musen. Sterile mus ble kolonisert av dette konsortiet kjent som Oligo-MM-12, men den kunstige tarmfloraen ga ikke samme beskyttelse mot salmonella som det naturlige mikrobiomet. Derfor, forskerne så etter en ny tilnærming til å identifisere de manglende bakteriene. For dette brukte de den såkalte "Genome-guided-microbiota-design".

Valgfri anaerob bakterier av særlig betydning
"Vi sammenlignet den genetiske informasjonen til oligo-MM-12 med de med normal kompleks mikrobiota og identifiserte gengruppene som mangler i konsortiet," forklarer prof. Stecher. Fremfor alt manglet karakteristiske gener for såkalte "fakultative anaerobe bakterier". Denne spesielle gruppen bakterier kan vokse optimalt i nærvær av oksygen, men trives også uten oksygen. Salmonella er også fakultative anaerober, rapporterer forskerne. I motsetning til dette var bakteriene i Oligo-MM-12 konsortiet overveiende obligatoriske anaerober for hvilket oksygen er giftig.

Beskyttelse mot Salmonella som kan sammenlignes med den naturlige tarmfloraen
I det neste trinn, forskerne derfor "konsortiet tilsatt tre opptrer i mus tarm fakultativt anaerobe bakterier" og deretter bevist eksperimentelt at "bare i denne kombinasjonen et Kolonisierungsresistenz mot salmonella er oppnådd, noe som er sammenlignbare med mus med en naturlig kompleks floraen" rapporterer professor stecher.

Funksjoner i tarmfloraen spesifikt dechifrerbar?
Ifølge forskerne kan det identifiserte konsortiet og det nye prinsippet om "genomstyrt mikrobiota-design" spille en nøkkelrolle for å avdekke tidligere ukjente funksjoner i tarmmikroboten. Det kan også være mulig å identifisere bakterielle grupper som er egnet for behandling av sykdomsrelaterte dysfunksjoner i tarmmikrobioten, skriver forskerne. (Fp)