microbiome

Hoten mot vår tarmflora blir allt värre. Människor i den industrialiserade delen av världen har färre arter i sin tarmflora än befolkningar på avlägsna platser som bevarat en traditionell livsstil. Orsakerna inkluderar bl.a. ett utbrett bruk av antibiotika och andra läkemedel, antimikrobiella rengöringsmedel, klorerat dricksvatten, fler födslar med kejsarsnitt, bröstmjölksersättning och processade livsmedel med låg halt av fibrer.

Forskare samlar nu därför avföring för att bevara människans tarmflora i en sorts biobank – Global Microbiome Conservancy, som ska bevara den mänskliga tarmflorans artrikedom. Forskare reser världen runt och ber folk i avlägsna byar att bidra med ett avföringsprov.

Hittills har de varit på insamlingsresor i sju länder: USA, Finland, Kamerun, Tanzania, Ghana, Rwanda och Nigeria. Nästa år fortsätter de i Asien. I projektet ingår forskare från 34 länder, inklusive Sverige.

I takt med att jordens befolkning ändrar livsstil och kost så ändras också tarmfloran. Tarmen står för en enorm biologisk mångfald. Tillsammans fungerar mikroberna i tarmen som ett avancerat inre organ. Tarmbakterierna fyller viktiga funktioner i kroppen. Bland annat tillverkar de vitaminer och bidrar till immunförsvarets utveckling. Tarmbakterierna hjälper kroppen att bygga upp ett fungerande immunsystem. Dessutom underlättar de upptaget av näring från maten och tillverkar en rad olika vitaminer och andra ämnen som påverkar kroppen.

Men bakterierna lever farligt. Arter som har följt människan genom vår utvecklingshistoria riskerar att försvinna för gott. Martin Blaser, professor i mikrobiologi vid New York University School of Medicine, bedömer att vi som bor i den industrialiserade delen av världen redan har förlorat ungefär hälften av den biologiska mångfalden i våra tarmar, som förutom bakterier innehåller virus, svampceller och andra mikroorganismer. Samtidigt har vi en kraftig ökning av massor av sjukdomar som fetma, diabetes, allergier och inflammatorisk tarmsjukdom.

Hoten mot tarmens biologiska mångfald är större än någonsin förr i vår arts historia. En uppenbar faktor är antibiotika, som varit i bruk sedan 1940-talet. Vartenda däggdjur har sedan urminnes tider fötts fram genom vaginal förlossning. Nu har det ändrats. I länder som Dominikanska republiken, Brasilien och Turkiet föds över hälften av alla barn genom kejsarsnitt.

Under en vaginal förlossning får barnet i sig bakterier från mammans vagina och tarm. Forskning visar att barn som kommit till världen genom kejsarsnitt har färre bakteriarter under sina första levnadsår. Barn som får antibiotika under sitt första levnadsår löper större risk än andra att senare drabbas av bland annat fetma, diabetes och flera andra sjukdomar.

Forskningen om den genetiska variationen hos tarmens mikroorganismer – det så kallade mikrobiomet – befinner sig i ett tidigt skede. Länge var det svårt att studera tarmbakterier. De flesta kan bara leva i en syrefri miljö och är därför svåra att odla i ett laboratorium. Men med modern teknik för att avläsa genetisk information behövs inga odlingar för att identifiera samtliga mikrober i ett avföringsprov. Under det senaste decenniet har antalet vetenskapliga artiklar om det mänskliga mikrobiomet ökat lavinartat.

Allt fler sjukdomar kopplas till en rubbad tarmflora. I så fall kan det vara bra att kunna gå till en biobank och leta rätt på lämpliga bakterier.

Forskarna i projektet har hittills isolerat 12 000 arter från sina expeditioner runt om i världen. Många är tidigare okända för vetenskapen och kommer från befolkningar som bevarat en traditionell livsstil på avlägsna platser. Biobanken består av en frys i Boston, USA, som innehåller isolerade stammar av mänskliga tarmbakterier från olika delar av världen. Målet är att den inom några år ska ha uppåt tio gånger fler specifika arter.

Nyligen startade ett liknande projekt, men med ännu större fokus på en avlägsen framtid. Det projektet söker en plats i ett politiskt stabilt land med låg risk för naturkatastrofer och terrorattacker. ” The Microbiota Vault”, ska bli ett slags Noaks ark för bajsprover. Samtal pågår om att placera prover på norska Svalbard, där det redan finns en underjordisk lagerlokal med frön som ska kunna starta om planetens växtlighet efter en naturkatastrof. En alternativ placering är i en övergiven armébunker i de schweiziska alperna. Detta projekt har stöd av en lång rad forskare. De hoppas få ihop en grundplåt på några miljarder för att bevara tarmens biologiska mångfald för alla kommande generationer.

https://www.dn.se/nyheter/vetenskap/forskare-samlar-avforing-for-att-bevara-manniskans-tarmflora/

Apropå virus i hjärnan som jag skrev om igår – Bor det även bakterier i vår hjärna?

Bilden till höger (klicka för förstoring) visar en del av en mänsklig hjärna och avslöjar bakterier, på bilden till vänster om ett blodkärl. Ett preliminärt bevis på ett “hjärnmikrobiom”. Häftigt, eller hur?!

Vi vet att mängder av mikrober i tarmen har kraftfulla effekter på vår hälsa. Kan några av dessa bakterier faktiskt bo i våra hjärnor? Inte undra på, eftersom man hittar mikrober, som t.ex. bakterier, på och i nästan alla delar av kroppen ju mer man forskar på det.

En poster som presenterades i veckan vid Society of Neuroscience’s årsmöte uppmärksammade mikroskopbilder med bakterier som tydligen penetrerar cellerna i friska hjärnor. Arbetet är preliminärt och dess författare är noga med att notera att deras vävnadsprover, som samlats in från kadaver, skulle kunna ha blivit förorenade. Men möjligheten att bakterier direkt påverkar processer i hjärnan, inklusive neurologiska sjukdomar, är spännande.

Hjärnan är en skyddad miljö, delvis avskild från blodets innehåll genom ett nätverk av celler som omger blodkärlen. Bakterier och virus som lyckas tränga igenom denna blod-hjärnbarriär kan orsaka livshotande inflammation. Forskning har hittills antytt att avlägsna mikrober – de som lever i vår tarm – kan påverka humör och beteende och även risken för neurologisk sjukdom, men indirekt, bl.a. via vagusnerven. Till exempel kan en störning i balansen av tarmfloran öka produktionen av ett protein som kan orsaka Parkinsons sjukdom genom att påverka nervsystemet som förbinder tarmen med hjärnan.

https://www.sciencemag.org/news/2018/11/do-gut-bacteria-make-second-home-our-brains

En av Nobelpristagarna i kemi har forskat på bakteriofager. Bakteriofager är virus som infekterar och tar kål på bakterier. Spännande att vi redan hade spelat in ett podcastavsnitt på ämnet innan pristagaren tillkännagavs 🙂

Men medan man i Östeuropa tidigare använt bakteriofager istället för antibiotika, så har Nobelpristagaren forskat på ett lite mer specifikt användningsområde.

År 1985 utvecklade George Smith en ny metod som kallas för fagdisplay, där bakteriofager (virus som infekterar bakterier) kan utnyttjas för att ta fram nya proteiner. Gregory Winter använde fagdisplay för riktad evolution av antikroppar, med målet att framställa nya läkemedel.

Denna forskning har revolutionerat livet för hundratusentals patienter. De senaste 10–15 åren har biologiska mediciner som är målinriktade, effektiva och har få biverkningar tagits fram. Det första godkändes 2002 och används mot ledgångsreumatism, psoriasis och inflammatoriska tarmsjukdomar. Fagdisplay har sedan dess gett antikroppar som kan neutralisera gifter, motverka autoimmuna sjukdomar och bota spridd cancer.

George Smith och Gregory Winter har genom att använda virus som verkar på bakterier, fager, åstadkommit en metod för att generera vilka antikroppar som helst. Detta har stor betydelse – närmare hälften av alla nya registrerade mediciner är just antikroppar. Dessa antikroppar har tidigare tagits fram genom att använda möss, men kan med deras metodik ske enbart i provrör.

Priset har starka kopplingar till Nobels medicinpris som tillkännagavs i måndags. Immunterapin mot cancersjukdomar som då belönades är framtagen med den metod som idag tilldelas kemipriset. (Läs mer om detta pris här: https://4health.se/nobelpriset-i-medicin-fysiologi-hur-immunforsvaret-battre-angriper-cancerceller

Mycket mer information om bakteriofager får du alltså på lördag i avsnitt 199 av podcasten.

https://sahlgrenska.gu.se/forskning/aktuellt/nyhet//bemastrande-av-evolutionens-kraft-belonas-med-nobelpris.cid1587877