Bakteri usus besar dapat mempengaruhi apakah bayi dapat bertahan dalam infeksi sistem pencernaan, penelitian baru dengan tikus menunjukkan.
Ratusan ribu bayi di seluruh dunia meninggal setiap tahun akibat infeksi yang merusak sistem pencernaan mereka, termasuk yang disebabkan oleh salmonella dan E. coli bakteri. Jutaan anak lagi sakit.
Bakteri itu Clostridia memberi hewan perlindungan kunci terhadap infeksi, selain membantu mencerna makanan. Tapi data menunjukkan tikus termuda yang belum lahir tidak punya Clostridia Namun, membuat mereka yang paling rentan terhadap bakteri yang menyerang mirip dengan yang membuat banyak bayi manusia menangis.
Temuan yang dipublikasikan di Ilmu, bisa menunjuk pada pendekatan baru untuk melindungi bayi manusia.
"Setiap orang tua tahu bahwa bayi yang baru lahir sangat rentan terhadap infeksi pada tahun pertama kehidupan, termasuk infeksi enterik atau usus," kata Gabriel Nunez, penulis senior studi dan seorang profesor patologi di University of Michigan Medical School. "Pekerjaan ini menunjukkan bahwa kurangnya bakteri pelindung di mikrobiota usus adalah mekanisme untuk kerentanan itu, mungkin lebih dari usia sistem kekebalan tubuh."
Tikus bebas kuman
Nunez dan rekan-rekannya, termasuk rekan penulis pertama dan rekan penelitian Yun-Gi Kim dan Kei Sakamoto, memulai dengan sebuah batu tulis kosong: tikus dikembangbiakkan di lingkungan bebas kuman.
Dengan tidak adanya bakteri usus alami mereka sendiri, tikus tersebut menawarkan kesempatan unik untuk melihat efek mikroba transplantasi dari tikus normal pada berbagai usia dan untuk menguji kerentanan terhadap infeksi. Para peneliti juga menggunakan teknik analisis DNA canggih untuk mendeteksi jenis dan jumlah bakteri dalam keberanian mouse.
Intinya: Suatu tempat pada periode sekitar menyapih tikus dari susu ibu sampai makanan padat, Clostridia Bakteri mulai tumbuh di usus dan bekerja untuk mencegah pertumbuhan dua bentuk bakteri penyebab penyakit.
Tim peneliti menggunakan tikus kecil dan dewasa yang bebas bayinya dan sampel mikroba usus yang diambil dari tinja tikus normal 4-day old, 12-day old, dan 16-day normal untuk eksperimen.
Mereka menemukan bahwa sampel dari tikus normal yang lebih tua memiliki keragaman mikroba usus yang paling banyak, termasuk Clostridia dan Bakteroid Bakteri tidak terlihat pada tikus muda yang masih mendapatkan nutrisi mereka sepenuhnya dari susu ibu.
Pertama, para periset memberi tikus bebas kuman itu sebuah transplantasi bakteri dari tikus normal 4-hari tua atau 16-hari tua dan kemudian memaparkannya pada strain salmonella yang dapat menginfeksi usus namun tidak menyebar ke seluruh tubuh. Setengah tikus yang mendapat mikroba berusia 4 meninggal, tapi tidak ada yang memiliki mikroba 16 hari ini.
Mereka mencoba lagi dengan Citrobacter rodentium, strain bakteri mirip dengan E. coli Strain yang membuat manusia sakit. Tikus bebas kandung dengan mikroba empat hari yang ditransplantasikan sakit, dan banyak yang meninggal. Tapi saat para peneliti menambahkan bakteri dari tikus normal 16-hari tua, jumlahnya C. rodentium Dalam nyali tikus yang masih hidup turun.
Selanjutnya, para peneliti melihat apa yang terjadi pada tikus bebas kuman yang telah diberi mikroba tikus yang baru lahir, namun dengan dosis ekstra baik Clostridia or Bakteroid bakteri ditambahkan ke dalamnya. Mereka mengekspos kelompok tikus ini C. rodentium dan menemukan bahwa hanya tikus yang diberikan Clostridia mampu menahan infeksi. Setelah seminggu, 90 persen tikus yang mendapat tambahan Clostridia, kemudian salmonella, masih hidup, dibandingkan dengan 50 persen dari mereka yang belum menerimanya.
Karena E. coli dan salmonella juga mempengaruhi orang dewasa, para peneliti menguji apa yang terjadi saat tikus dewasa normal diberi vankomisin, antibiotik yang secara selektif membunuh bakteri seperti Clostridia dan Bakteroid. Kedua C. rodentium dan salmonella berkembang di lingkungan ini.
Ditambahkan pertahanan
Untuk melihat peran apa yang dimainkan sistem kekebalan tubuh sendiri dalam memerangi infeksi dibandingkan dengan mikroba usus, tim juga mempelajari dua strain tikus yang memiliki sistem kekebalan tubuh terganggu. Dibesarkan di lingkungan bebas kuman dan kemudian diberi transplantasi mikroba usus dari tikus normal berusia empat hari, tikus-tikus ini masih dapat melawan infeksi salmonella tanpa bantuan dari sistem kekebalan tubuh mereka-namun hanya ketika mereka telah menerima dosis dari ditambahkan Clostridia pertama.
Akhirnya, para periset melihat dampak penambahan suksinat - garam yang disukai bakteri dalam usus sebagai hasil sampingan - ke dalam air minum tikus bebas kuman dengan mikroba empat hari yang telah menerima ekstra Clostridia.
Tikus ini melawan infeksi salmonella lebih baik lagi, menunjukkan bahwa anaerobik Clostridia memberi makan produk limbah bakteri aerobik yang tumbuh subur di usus bayi yang baru lahir.
Nunez dan rekan-rekannya sedang mengerjakan penelitian lebih lanjut tentang perannya Clostridia dalam bertahan melawan infeksi usus. Mereka ingin menentukan jenis Clostridia-dan ada banyak-memiliki efek terbesar.
Mereka juga melihat peran susu ibu dalam membangun mikrobioma usus bayi yang baru lahir dan memberikan perlindungan dari infeksi, serta transisi ke makanan padat yang dapat membawa mikroba ke usus bayi baru lahir dari dunia luar. Dan mereka ingin menguji apakah komponen mikrobiom lain melindungi terhadap patogen lain.
"Biasanya, kita peroleh Clostridia Tekanan dalam nyali kita saat kita mulai makan makanan padat, tapi pekerjaan ini menunjukkan adanya jendela kerentanan terhadap patogen enterik pada tahap awal kehidupan, "kata Nunez.
Dia mengatakan bahwa jika peran protektif ditambahkan Clostridia Bagi bayi yang baru lahir melahirkan dalam penelitian hewan lebih lanjut, kemungkinan untuk mengajukan percobaan klinis pada manusia untuk menguji kombinasi strain.
Nunez, Kim, Sakamoto, dan rekan mereka dari University of Michigan, University of Chicago, dan universitas di Jepang dan Korea melakukan pekerjaan tersebut dengan menggunakan dana dari National Institutes of Health.
Sumber: University of Michigan
Buku terkait
at Pasar InnerSelf dan Amazon
