Новое исследование, проведенное в Университете Орегона под руководством научного сотрудника Анны Ролиг, было направлено на этот вопрос с помощью экспериментов на рыбках данио, чтобы выяснить, могут ли изменения численности определенных кишечных бактерий вызывать воспаление кишечника.В исследовании, опубликованном 16 февраля в журнале PLOS Biology, использовался мутантный вид рыбок данио, моделирующий болезнь Гиршпрунга человека, вызванную потерей кишечных нейронов, координирующих сокращения кишечника.Так же, как у пациентов с болезнью Гиршпрунга, у которых иногда развивается воспалительное состояние, называемое энтероколитом, связанным с Гиршпрунгом, у подгруппы рыб развивалось воспаление кишечника.
Исследователи успешно проследили, как изобилие кишечных бактерий влияет на воспаление. У рыб с воспалением кишечника было большее количество подмножества бактерий, которые, по-видимому, были провоспалительными, что они подтвердили, введя рыбе одну из этих бактерий и обнаружив, что это увеличивает тяжесть симптомов заболевания.Они также обнаружили подмножество бактерий, которые были истощены в воспаленном кишечнике, но присутствовали в мутантных рыбах, которые остались здоровыми.
Введение в рыбу штамма этих истощенных бактерий облегчило течение болезни. Наконец, они показали, что могут вылечить воспаление, трансплантируя нейроны кишечника здоровой рыбы больной рыбе.Эти исследования демонстрируют, что воспалительные кишечные патологии, такие как энтероколит, связанный с Гиршпрунгом, или воспалительное заболевание кишечника, можно объяснить чрезмерным ростом определенных провоспалительных групп бактерий или потерей противовоспалительных бактерий, — сказала Джудит Эйзен, профессор биологии. и эксперт по кишечным нейронам у рыбок данио.Исследование является результатом длительного сотрудничества Эйзена и Карен Гийемин, изучающих кишечные бактерии и воспаления.
«Когда мы начали эту работу, очень немногие люди думали о том, как взаимодействуют нервная система и кишечные бактерии», — сказал Эйзен, член Института неврологии UO. «Наши исследования демонстрируют, насколько важно учитывать все взаимодействующие клетки органа, включая микробные клетки».«Человеческие микробиомы могут быть чрезвычайно разнообразными из-за различий между окружающей средой, диетами и генетикой», — сказал Гийемен, биолог и член Института молекулярной биологии UO. «Модель рыбок данио позволила нам контролировать эти переменные и увидеть, как штаммы бактерий связаны с воспалением. На основе этих закономерностей мы могли показать, что движущими силами болезни могут быть очень немногие члены сложного микробного сообщества».По словам Ролига, постдокторского исследователя из Института молекулярной биологии UO, идентификация бактерий, которые являются движущими силами и защищают от болезней, является первым шагом к разработке микробных вмешательств и методов лечения.
«Тот факт, что мы можем облегчить воспаление, добавив обратно один ключевой штамм бактерий, предполагает, что он может быть полезен в качестве пробиотика при воспалительных заболеваниях», — сказал Ролиг, который вместе с Эйзеном является ученым из Национального института здравоохранения. профинансировал Центр системной биологии микробной экологии и теории животных, известный как Центр МЕТА, который возглавляет Гийемен.Следующие шаги исследовательской группы — использовать то, что они узнали из этой модели воспаления кишечника у рыбок данио, чтобы разработать лучшие пробиотики для лечения воспаления кишечника.