Beregningsværktøj forudsiger, hvordan tarmmikrobiom ændrer sig over tid

Det menneskelige tarmmikrobiom er et komplekst samfund af billioner af bakterier, vira og andre mikroorganismer, der lever i tarmene. Disse mikrober spiller en afgørende rolle for menneskers sundhed ved at hjælpe med at fordøje mad, bekæmpe infektioner og regulere immunsystemet.

Men tarmmikrobiomet er også påvirket af en række faktorer, herunder kost, livsstil og genetik. Som et resultat kan tarmmikrobiomet ændre sig over tid, og disse ændringer kan have en betydelig indvirkning på menneskers sundhed.

For eksempel har undersøgelser vist, at mennesker, der er overvægtige eller har type 2-diabetes, har en tendens til at have andre tarmmikrobiomer end mennesker, der er magre og sunde. Derudover kan folk, der tager antibiotika eller anden medicin, opleve ændringer i deres tarmmikrobiom.

At forudsige, hvordan tarmmikrobiomet vil ændre sig over tid, er en kompleks opgave, men et nyt beregningsværktøj udviklet af forskere ved University of California, San Diego, kan muligvis hjælpe.

Værktøjet, kaldet Microbiome Time Series Simulator (MiTSS), bruger en række matematiske modeller til at simulere væksten og interaktionerne mellem forskellige mikrobielle arter i tarmen. Disse modeller tager højde for en række faktorer, herunder tilgængeligheden af ​​næringsstoffer, tilstedeværelsen af ​​antibiotika og værtens immunrespons.

Ved at simulere tarmmikrobiomet over tid kan MiTSS hjælpe forskere med at identificere de faktorer, der med størst sandsynlighed forårsager ændringer i mikrobiomet. Denne information kan derefter bruges til at udvikle strategier til forebyggelse eller behandling af sygdomme, der er forbundet med ændringer i tarmmikrobiomet.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature Microbiology , brugte forskerne MiTSS til at simulere tarmmikrobiomet hos mus over en periode på flere uger. De fandt ud af, at værktøjet var i stand til præcist at forudsige, hvordan mikrobiomet ændrede sig som reaktion på forskellige diæter og antibiotikabehandlinger.

Forskerne mener, at MiTSS kan være et værdifuldt værktøj til at studere tarmmikrobiomet og til at udvikle strategier til at forebygge eller behandle sygdomme, der er forbundet med ændringer i mikrobiomet.

"Tarmmikrobiomet er et komplekst system, men vi tror på, at MiTSS kan hjælpe os med at forstå, hvordan det virker, og hvordan det kan påvirkes af kost, livsstil og andre faktorer," siger seniorforfatter af undersøgelsen Dr. Rob Knight, professor i bioingeniør ved UC San Diego. "Denne information kan føre til nye måder at forebygge og behandle sygdomme, der er forbundet med ændringer i tarmmikrobiomet."