Tarmbakterier fra vilde mus øger sundheden hos laboratoriemus

Laboratoriemus, der får tarmbakterier fra vilde mus, kan overleve en dødelig influenzavirusinfektion og bekæmpe kolorektal cancer dramatisk bedre end laboratoriemus med deres egne tarmbakterier. forskere rapporterer 19. oktober i tidsskriftet Celle .

De immunologiske fordele ved de vilde muses tarmbakterier kan, delvis, forklare et vedvarende problem i sygdomsforskning:Hvorfor sygdomseksperimenter i laboratoriemus, såsom vaccineundersøgelser, viser sig meget anderledes hos mennesker eller andre dyr.

"Vi tror, ​​at ved at genoprette den naturlige 'mikrobielle identitet' af laboratoriemus, vi vil forbedre modelleringen af ​​komplekse sygdomme hos fritlevende pattedyr, som omfatter mennesker og deres sygdomme, sagde Barbara Rehermann, M.D., seniorforfatter af papiret. Rehermann er chef for immunologisk sektion, Leversygdomsgren, af NIH's National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK).

"Ved at være så anderledes, naturlig mikrobiota vil hjælpe os med at opdage beskyttelsesmekanismer, der er relevante i den naturlige verden og fraværende i laboratoriet, " sagde Stephan Rosshart, M.D., førsteforfatter af papiret og NIDDK postdoc.

Pattedyr – inklusive mennesker – afhænger af deres mikrobiota, samlingen af ​​mikroorganismer, de er vært for i og på deres kroppe. Evolution former hvert dyrs mikrobiota, favoriserer populationer af mikroorganismer, der hjælper dyret med at overleve deres miljø og sygdomme, de møder. Men laboratoriemus er ikke tilfældige husmus plukket fra en mark eller kælder.

Laboratoriemus opdrættes omhyggeligt, fodret, og opvokset under stramt kontrollerede forhold, så hver mus har forudsigelige træk og genetik. Dette er en stor fordel i grundlæggende biologisk forskning, men at skabe den forudsigelighed betyder, at et kontrolleret miljø, og ikke overlevelsespresset fra omverdenen, formet laboratoriemusens mikrobiota.

"Vi antog, at dette kunne forklare, hvorfor laboratoriemus, mens altafgørende for at forstå grundlæggende biologiske fænomener, er begrænset i deres prædiktive anvendelighed til modellering af komplekse sygdomme hos mennesker og andre fritlevende pattedyr, " sagde Rosshart.

Så, forskerne forsøgte at give laboratoriemus tilbage, hvad de har mistet:en naturligt co-udviklet tarmmikrobiota fra vild mus. Forskerne fangede mere end 800 vilde mus fra otte steder i Maryland og District of Columbia for at finde sunde, egnede kandidater til en tarmmikrobiotadonation.

De testede og sammenlignede derefter tarmmikrobiomer (kollektive genomer fra tarmmikrobiotaen) fra de vilde mus (Mus musculus domesticus) og en almindelig stamme af laboratoriemus, kaldet C57BL/6, fra flere kilder. Forskerne bekræftede, at C57BL/6-mus havde forskellige tarmmikrobiomer fra vilde mus.

Forskere introducerede (podede) derefter mikrobiotaen fra vilde mus til gravide, bakteriefri C57BL/6 mus. Kimfri mus er opvokset i et sterilt miljø og har ikke deres egne mikrobiomer. For en kontrolgruppesammenligning, forskerne indgraverede også mikrobiota fra almindelige C57BL/6 mus i en separat gruppe af drægtige, bakteriefri mus. Fire generationer senere, musene bar stadig enten de vilde mikrobiomer eller kontrollaboratoriemikrobiomer, der blev overført fra deres formødre.

Når de udsættes for en høj dosis af influenzavirus, 92 procent af laboratoriemusene med vilde mikrobiomer overlevede, der henviser til, at kun 17 procent af laboratoriemus og mus i kontrolgruppen overlevede. I andre forsøg, laboratoriemusene med vilde mikrobiomer havde bedre resultater i lyset af inducerede kolorektale tumorer, hvorimod de andre mus havde et større antal tumorer og mere alvorlig sygdom. De gavnlige virkninger af den vilde mikrobiota var forbundet med reduceret inflammation i begge modeller.

Forskerne bemærker, at mere arbejde og evaluering er nødvendig for endelige resultater, og de håber at forbedre og udvide metoden til at bruge naturlige mikrobiomer i laboratoriemus.

"Vi planlægger at skabe et komplet mikrobiologisk fingeraftryk af naturlig mikrobiota og dens potentielle inter-kongeriges interaktion ved at beskrive alle komponenter i mikrobiomet - f.eks. vira og svampe - parallelt og på forskellige steder i kroppen, " sagde Rehermann.