Umbau ungesund Darm microbiomes, um Krankheiten zu bekämpfen

Du bist, was du isst—bis auf die microbiome lebt in Ihrem Darm. Ernährung kann Einfluss auf die Mikroben im Darm, und die Forschung hat gezeigt, dass schädliche Darm-mikrobiom-Veränderungen führen kann, die zu Krankheiten wie Herzerkrankungen, Fettleibigkeit und Krebs. Heute, Wissenschaftler berichten Entwicklung von Molekülen, die sich ändern können, oder renovieren, ungesund Darm microbiomes in Mäuse in mehr gesunde diejenigen. Die Forschung könnte auch eines Tages angewendet werden, um andere Bedingungen, die mit der Ernährung zusammenhängen.

Die Forscher präsentieren Ihre Ergebnisse bei der American Chemical Society (ACS) Fallen 2019 National Meeting & Exposition.

„Das Darm-mikrobiom enthält Hunderte von verschiedenen Arten von Bakterien und ist, wo die größte Konzentration von Bakterien Leben in uns wohnt“, sagt M. Reza Ghadiri, Ph. D., Leiter der Studie. „Wenn wir alle aßen eine gesunde Ernährung, ausgeübt und nicht Alter, hätten wir keine Probleme mit unserem Darm mikrobiom und viele Krankheiten. Aber, das ist nicht, wie alle Menschen Leben. Aktuelle Methoden zur Verbesserung der make-up-Darm microbiomes an Präbiotika, Probiotika oder medikamentöse Therapien. Unser Ziel war es, einen völlig neuen Ansatz für die Umgestaltung des microbiome.“

Der Schlüssel für die Forschung ist eine Klasse von Molekülen, den sogenannten self-assembling cyclische D, L-α-Peptide. Sie wurden in Ghadiri Labor ursprünglich zu töten pathogene Bakterien. Peptide sind kurze Ketten von Aminosäuren, die miteinander verknüpft sind; Sie sind die Bausteine der Proteine. Ghadiri die Peptide sind in der Natur nicht und haben einen sehr spezifischen Modus der Aktivität und Selektivität gegen verschiedene bakterielle Spezies.

„Unsere Hypothese war, dass statt der Abtötung von Bakterien, wenn wir könnten, selektiv zu modulieren das Wachstum bestimmter Bakterienarten im Darm mikrobiom mit unseren Peptiden, mehr nützliche Bakterien wachsen würde, zu füllen die Nische, und der Darm wäre ‚umgebaut‘ in eine gesunde Darm“, erklärt Ghadiri. „Unsere Theorie war, dass der Prozess würde verhindern, dass der Ausbruch oder das Fortschreiten von bestimmten chronischen Krankheiten.“

Um diese Hypothese zu testen, Ghadiri wählte, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und verwendet einen Stamm von Mäusen bekannt als LDL-rezeptor-knockout-Mäusen. „Diese Mäuse wurden gezüchtet, um zu gedeihen auf low-fat-Diäten, aber wenn Sie gefüttert werden, eine Diät Reich an gesättigten Fetten, eine so genannte“ Western diet—Sie entwickeln hohe plasma-Cholesterin, insbesondere das LDL oder „schlechte“ Art,“ Ghadiri erklärt. „Innerhalb von 10 bis 12 Wochen, Sie entwickeln sich plaques in Ihren Arterien wie würden Sie finden bei Atherosklerose-Patienten.“ LDL-rezeptor-knockout-Mäuse sind der „gold standard“ zur Prüfung der Wirksamkeit der Statine, die Häufig zur Senkung des Cholesterinspiegels.

Finden Sie die besten Peptide zu testen, auf der Maus-Modell, entwickelte das team ein Massen-screening-Test. Die Wissenschaftler wuchs eine repräsentative Maus-mikrobiom im Labor und dann getestet, verschiedene Peptide mit ihm. Ghadiri wählte dann zwei Peptide, die zu sein schien, die am effektivsten für die Umgestaltung der Maus Darm microbiome in einen Zustand ähnlich dem Darm-mikrobiom der Mäuse auf einer low-fat-Diät.

Die in der nachfolgenden Studie wurden drei Gruppen von Mäusen. Eine Gruppe eingezogen wurde, eine low-Fett-Diät, eine weitere Gruppe eingezogen wurde, eine westliche Ernährung, und eine Dritte Gruppe, die eingezogen wurde, eine westliche Diät plus orale Dosen von einem oder dem anderen der beiden Peptide. Aus fäkalen Proben, die Forscher sequenzierten das Darm-mikrobiom aus allen drei Gruppen vor und nach der Dosierung. Sie auch gemessen die Ebenen der Moleküle, die das Immunsystem beeinflussen, Entzündungen und Stoffwechsel, und untersucht die Tiere Arterien für plaques.

„Mäuse gefüttert, die westliche Ernährung mit unserem Peptide hatten eine 50% Reduktion im Gesamt-plasma-Cholesterin, und es wurde keine signifikante plaque in den Arterien, im Vergleich zu Mäusen gefüttert eine Western-Diät-und nicht-Peptide“ Ghadiri sagt. „Wir haben auch gesehen, unterdrückt Ebenen der Moleküle, die Entzündungen erhöhen und ausbalancierte Level von Krankheit-relevanten Metaboliten. In diesen Mäusen ähnelten denen auf einem low-fat-Diät.“

Die Mechanismen, durch die dies geschieht höchstwahrscheinlich Gene, die beeinflussen, Gallensäuren, was wiederum Auswirkungen auf den Stoffwechsel von Cholesterin, sowie andere Gene, die Einfluss auf entzündliche Prozesse wie Arteriosklerose, Ghadiri sagt.