Tarmbakterie forårsager indirekte symptomer ved at ændre frugtflues mikrobiom

CagA, et protein produceret af bakterien Helicobacter pylori , kan ændre populationen af ​​mikrober, der lever i frugtfluens tarm, fører til sygdomssymptomer, ifølge ny forskning offentliggjort i PLOS Patogener af Tiffani Jones og Karen Guillemin fra University of Oregon.

Mikrober, der lever i den menneskelige tarm, hjælper normalt med at holde mennesker sunde, men forstyrrelser i dette mikrobielle samfund kan fremme sygdom. Infektioner med specifikke mikrobielle arter kan forstyrre tarmmikrobiomet, men det er uklart, hvordan en sådan forstyrrelse opstår, og om den fremmer sygdom.

I den nye undersøgelse, Jones og hendes kolleger brugte Drosophila frugtfluer til at teste virkningerne af infektion med H. pylori , som kan forårsage mavekræft hos mennesker. De antog, at et protein er forbundet med H. pylori kaldet CagA forstyrrer frugtfluens tarmmikrobiom og bidrager til sygdom.

For at teste deres hypotese, forskerne gensplejsede frugtfluer til at udtrykke CagA-proteinet i deres tarme, uden at blive smittet af H. pylori . Dette gjorde det muligt for dem at adskille de specifikke virkninger af CagA fra de overordnede virkninger af H. pylori infektion.

De fandt ud af, at CagA-ekspression i frugtfluens tarm forårsagede overdreven vækst af tarmceller og fremmede immunsystemresponser, der er forbundet med H. pylori infektion. Imidlertid, disse symptomer forekom ikke hos CagA-udtrykkende fluer, der blev opdrættet uden mikrober, tyder på vigtigheden af ​​tarmmikrobiomet.

Ja, yderligere undersøgelse afslørede, at CagA-ekspression var forbundet med et forstyrret tarmmikrobiom i fluerne. Eksponering for de CagA-udtrykkende fluer forårsagede de samme mikrobiom-forstyrrelser hos normale fluer, hvilket var tilstrækkeligt til at forårsage de samme symptomer på overdreven cellevækst og immunrespons, som ses hos de genetisk ændrede fluer.

Samlet set, disse fund viser, at CagA indirekte kan forårsage sygdomssymptomer ved at ændre tarmmikrobiomet. Dette rejser muligheden for, at de skadelige virkninger af infektion med H. pylori - og andre mikrober, der kan fungere på samme måde - kunne afbødes ved at manipulere balancen mellem mikrober i tarmen.

"Vores arbejde viser for første gang, at en bakteriel virulensfaktor som CagA kan ændre kommensale mikrobielle samfund til at forårsage sygdom, " forklarer forfatteren. "Dette arbejde afslører også, at kommensale mikrobielle samfund kan deltage i udviklingen af H. pylori medieret mavekræft."