Nur einem Phagen? Wie die Bakterien die Raubtiere können in Form der Darm-mikrobiom: Studie stellt fest, dass die Bakteriophagen können eine Kaskade von Effekten auf das mikrobiom und ändern Metabolit Ebenen, mit Implikationen für den therapeutischen Einsatz

Das Darm microbiome ist ein Komplexes, miteinander verbundenen ökosystem-Arten. Und, wie jedes ökosystem, einige Organismen sind Raubtiere und einige sind Beute. Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern am Brigham and Women ‚ s Hospital und dem Wyss-Institut untersucht die Auswirkungen von Bakteriophagen, Viren, die infizieren und zu töten Bakterien. Sie finden, dass Phagen kann eine tief greifende Auswirkungen auf die Dynamik des Darm microbiome, nicht nur bei bestimmten Arten direkt, sondern auch eine kaskadierende Wirkung auf andere. Phagen können auch Auswirkungen auf Ihre menschlichen Wirt durch die Modulation der Metaboliten, einschließlich der chemischen Substanzen im Gehirn gefunden. Das team, in dem auch der erste Autor Bryan Hsu, PhD, und co-entsprechende senior-Autor Pamela Silber, PhD, an der Wyss Institut, und Lynn Bry, MD, PhD, an der Brigham und Direktor des Massachusetts-Host-Mikrobiom-Center, veröffentlichte seine Ergebnisse in „Cell Host & Mikrobe.

„Eine der größten Interessen in meinem Labor ist das Verständnis der Veränderungen in der Dynamik des Darms microbiome. Bakteriophagen sind eine große Komponente des mikrobiom jedoch noch nicht untersucht worden viel noch,“, sagte co-entsprechende senior-Autor Georg Gerber, MD, PhD, MPH, co-Direktor des Massachusetts-Host-Mikrobiom-Center und Leiter der Abteilung Computational Pathologie in der Abteilung für Pathologie am Brigham. „Manche Menschen sind zu erforschen Phagen-Therapie, die Verwendung von Phagen zur Abtötung von Mikroben, sondern Phagen sind auch natürlicherweise in der Darmflora, die Koexistenz mit dem rest des ökosystems. Wir wollten herausfinden, was Sie tun dort.“

Um diese Frage zu beantworten, das team besiedelten die Därme von Mäusen mit einem definierten Satz von menschlichen bakteriellen Spezies und fügte dann hinzu Phagen, überwachen das Wachstum von jeder Mikrobe. Mit der Hochdurchsatz-Sequenzierung und computergestützte Analysen, das team festgestellt, dass die Phagen verursacht, die Schäbigkeiten der Arten Sie preyed auf als erwartet, aber mit einem plätschernden Effekt auf den rest des ökosystems einschließlich der Blüten von nicht-Zielarten.

Zusätzlich zu den Auswirkungen auf die Mikroben, die das team suchte auch nach Auswirkungen auf das metabolom-Chemische Substanzen können sowohl der host und die Bakterien. Sie fanden, dass, wenn Sie moduliert die mikrobiom-mit Phagen, konnten Sie sehen, gezielte änderungen im metabolom, einschließlich änderungen in der neurotransmitter-Spiegel und Gallensäuren.

„Dieses Ergebnis fasziniert mich für follow-up und wirft gravierende Fragen auf: Könnten wir nutzen, Phagen zu modulieren, diese Aktivitäten? Dies könnte sein, dass eine intervention für die Bedingungen, wie depression, wo Sie wollen, um zu ändern neurotransmitter-Spiegel?“, sagte Gerber. „Auch wenn Sie nicht verwendet werden, da eine direkte therapeutische, unsere Studie deutet darauf hin, dass die Phagen können ein gutes Werkzeug für das Verständnis der möglichen Wirkung von anderen Medikamenten verändern, die microbiome.“

Gerber und Kollegen sind besonders interessiert, an der Kreuzung von Phagen-und Unterernährung in den Entwicklungsländern, angesichts der tiefgreifenden Auswirkungen auf das metabolom und mikrobiom, dass Mangelernährung haben kann.

„Wir hoffen, dass unsere Arbeit einen Rahmen bieten, um künftige Untersuchungen zur Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen Phagen, die mikrobiota und Wirt Gesundheit und Krankheit,“, sagte Gerber.

Finanzierung für diese Arbeit kam von der Bill & Melinda Gates-Stiftung durch die “ Grand Challenges Explorations-Initiative (OPP1150555), der Defense Advanced Research Program Agency (DARPA BRICS HR0011-15-C-0094), die Nationalen Institute der Gesundheit (T32 HL007627) und Rosenbloom post-doc fellowship. Gerber ist Aktionär und Mitglied des Strategic Advisory Board der Kaleido Biosciences, Anteilseigner und Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats von Konsortien Therapeutika. Ein weiterer co-Autor ist Aktionär und Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirats für Konsortien Therapeutika, und Gesellschafter und Mitglied des Strategischen Beirats für die Inspirata, Inc.