Specifiche popolazioni di batteri intestinali legate al fegato grasso

Aprile 27, 2016 Admin Salute 0 3
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Più impariamo a conoscere la biologia, più ci avviciniamo ad essere in grado di trattare la malattia - e la più complicata la nostra comprensione della malattia stessa diventa.

Una nuova scoperta di ricerca che mostra una forte relazione tra complesse ecologie microbiche in intestini umani e lo stato di salute comune, ma gravi fegato grasso illustra questo paradosso.

Da ultimi studi di genomica, abbiamo imparato che una moltitudine sbalorditiva di diversi tipi di batteri benigni abitano nostro intestino e che queste popolazioni può variare quasi all'infinito da un essere umano all'altro. Sappiamo che il tipo di cibo che mangiamo è importante per la nostra salute e sappiamo che avere i batteri giusti nel nostro intestino è importante per digerire il cibo correttamente, ma ancora non sappiamo come i nostri variazioni individuali nei batteri intestinali possono influenzare in modo più preciso problemi di salute. In particolare, non sappiamo come questi batteri influenzano come le sostanze che mangiamo influenzano i nostri sistemi di organi.




Nella condizione nota come fegato grasso, i depositi di grasso si accumulano nel fegato, con conseguenze potenzialmente gravi per la salute per quasi un terzo della popolazione americana. Fegato grasso può essere causato da abuso di alcol, l'obesità, le modifiche e/o diabete ormonali. Studi recenti hanno suggerito che la dieta è importante anche con forti indicazioni che le carenze nella colina nutrienti essenziali potrebbero essere parzialmente coinvolti in alcuni episodi della condizione. Carenza di colina implica anche la genetica, dal momento che molte persone non hanno i geni per rendere efficiente la colina internamente.

Ora, un nuovo bioinformatica scoperta mostra che l'abbondanza o la scarsità di alcuni tipi di batteri nell'intestino può anche aiutare a prevedere la predisposizione a fegato grasso non-alcolica. L'implicazione del trovato è che questi gruppi di batteri possono essere influenzano la capacità del corpo di utilizzare correttamente colina disponibili negli alimenti, se lo studio non esamina la specifica attività metabolica dei batteri coinvolti.

In una analisi metagenomica delle comunità microbiche che vivono nel tratto intestinale di 15 pazienti di sesso femminile che partecipano a uno studio degli effetti sulla condizione di fegato da una dieta di colina impoverito, bioinformatica ricercatori della University of North Carolina a Charlotte hanno trovato una forte correlazione tra il abbondanze relative delle due specifiche classi di batteri e lo sviluppo della steatosi epatica. Un rapporto sulla constatazione appare, in questo numero della rivista Gastroenterology.

"Alcune popolazioni batteriche correlati molto fortemente con aumento del grasso nel fegato durante una dieta ristretta di colina", ha detto Melanie Spencer, uno studente di dottorato in Bioinformatica presso la University of North Carolina a Charlotte e l'autore principale sulla carta. "Per noi si tratta di un risultato sorprendente, perché proprio non si vede questo cancellare una correlazione in esperimenti biologici nell'uomo molto spesso."

Gli autori sulla carta sono Spencer, Anthony Fodor, Timothy Hamp e Robert Reid dal dipartimento di bioinformatica e della genomica a UNC Charlotte, così come Steven Zeisel e Leslie Fischer dal dipartimento di nutrizione presso l'Università del North Carolina a Chapel Hill.

Utilizzando una tecnica metagenomico che confronta versioni di un gene RNA ribosomiale noto per variare tra i gruppi batterici, i ricercatori hanno analizzato i genomi di batteri intestinali dei pazienti prima, durante e dopo i pazienti sono stati messi su una dieta carente di colina. Poiché tutti i pazienti hanno consumato le diete identiche nel corso dello studio, i ricercatori hanno previsto che le comunità inizialmente distinti e complessi di microbi a tratti intestinali dei pazienti avrebbero reagito diventando meno distinte le une dalle altre. I ricercatori hanno scoperto, invece, che, se ciascuno di comunità batteriche dei pazienti ha cambiato un po ', la comunità di ogni individuo è rimasto ancora distintivo nel corso dello studio.

"Quello che ci aspettavamo che potremmo troviamo sarebbe che quando abbiamo messo le pazienti in esattamente le stesse diete, miscela intestino microbo di tutti avrebbe cominciato a guardare simili, con le comunità microbiche convergenti Non è successo -. Tutti erano chiaramente individuale durante l'intero studio, "ha osservato Spencer.

"Così abbiamo anche visto come i microbi dei pazienti realmente cambiato nel modello, anche se rimasero distinti gli uni dagli altri", ha detto. "I modelli di cambiamento sono stati molto interessanti. Alcuni dei modelli erano molto distinti in se stessi."

I ricercatori hanno notato che tra le numerose classi di batteri presenti in ciascun paziente, variazioni nelle popolazioni di due gruppi particolari sembravano corrispondere con variazioni tra pazienti nel grado in cui hanno sviluppato un fegato grasso durante il periodo di dieta colina esaurimento.

"I pazienti con la più alta abbondanza di Gammaproteobacteria all'inizio dello studio sembrava avere sviluppo fegato grasso più basso. Quelli con meno sviluppati fegato più grassi," osservato Spencer. "Erysipeoltrichi dimostrato esattamente l'associazione contrario, se questo rapporto non era così forte. Quindi ci sembrava di essere il cambiamento in corso in direzioni opposte."

Quando le tendenze di Gammaproteobacteria abbondanza e scarsità Erysiptoltrichi sono stati combinati e relativo allo sviluppo del fegato grasso, il rapporto è diventato ancora più forte.

Infine, i ricercatori hanno presi nelle singole variazioni genetiche che influenzano la produzione interna di colina nutrienti e che dovrebbe spiegare il motivo per cui alcuni pazienti hanno sviluppato fegato grasso e altri no. Sorprendentemente, i risultati hanno mostrato che la genetica di ogni persona non del tutto rappresentano il loro esito fegato grasso. Quando i ricercatori hanno modificato l'analisi per includere le abbondanze dei due gruppi batterici e genetica di ogni individuo, la correlazione tra lo sviluppo del fegato grasso e questi tre fattori è stato quasi perfetto. Ulteriori prove sono state eseguite matematiche per dimostrare che le correlazioni non erano probabilmente un risultato artificiale alcuni pregiudizi nascosto nell'analisi.

"C'era una certa preoccupazione che eravamo 'over-fitting' il modello," Spencer ha osservato, "così abbiamo provato fuori e corse un milione di permutazioni, alterando l'abbondanza bug e associazione soggetti, per vedere se era possibile individuare quanti in realtà ha mostrato una correlazione più elevato per caso. Quello che abbiamo scoperto è che i valori di p ancora trattenuti. Possiamo avere molta fiducia nel risultato. "

La grande domanda che rimane per la squadra e perciò i due popolazioni batteriche così fortemente correlati allo sviluppo della steatosi epatica. Anthony Fodor, UNC Charlotte assistente professore di bioinformatica e direttore del progetto, vede una possibile spiegazione, mettendo in guardia dalla trarre conclusioni specifiche, senza ulteriore studio.

"Non possiamo ancora assegnare causa ed effetto, ma implica che alcuni batteri stanno facendo qualcosa che sta rendendo più facile per le persone ad affrontare una carenza di colina e per il fegato di metabolizzare il grasso."

Al contrario, i batteri la cui popolazione elevata correlazione con i livelli di malattia possono essere in qualche modo la rimozione di forme disponibili di colina dal cibo digerito. Fodor spiega che ulteriori studi saranno necessari per rispondere a queste domande.

"Stiamo discutendo ciò che il passo successivo è," ha detto. "In un certo senso, questo è un esperimento molto specializzato, perché stiamo inducendo fegato grasso in un modo molto specifico. Nella popolazione generale, fegato grasso è indotto in molti, molti modi e non tutti coloro che hanno il fegato grasso ha una bassa colina.

"E 'probabilmente come il morbo di Alzheimer o il cancro, dove ci sono molte cause differenti per una malattia che visualizza un fenotipo comune. Ulteriori ricerche saranno necessarie per determinare la misura in cui le popolazioni batteriche svolgono un ruolo nello sviluppo del fegato grasso nella popolazione generale, ma il nostro risultati suggeriscono che ci possa essere un collegamento in alcune persone. "

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