Metabolizm rtęci przez bakterie u ludzi

Ogólnym celem tego badania jest zbadanie roli drobnoustrojów jelitowych w pośredniczeniu w metabolizowaniu i wydalaniu przez ludzi neurotoksycznego neurotoksycznego metylortęci (MeHg). Narażenie na MeHg poprzez spożywanie ryb nadal stanowi zagrożenie dla zdrowia wielu populacji na całym świecie. Nadal istnieje znaczna niepewność co do informowania opinii publicznej o zagrożeniach rtęcią związanych ze spożyciem ryb. Wiele niepewności wynika z faktu, że wiadomo, że metabolizm i szybkość eliminacji MeHg różnią się znacznie w zależności od osoby. Przekłada się to na możliwość, że dwie osoby spożywające tę samą ilość ryb z tą samą częstotliwością mogą nieświadomie doświadczyć aż 4-krotnej różnicy w akumulacji MeHg w swoich organizmach. Istnieje zatem potrzeba lepszego zrozumienia mechanizmów metabolizmu i eliminacji MeHg, a także opracowania narzędzi do oceny tych cech u ludzi. Naszym założeniem naukowym jest to, że symbiotyczne drobnoustroje w jelitach człowieka są niezbędne do wydajnej biotransformacji (demetylacji) i wydalania toksycznego MeHg. W tym prospektywnym badaniu interwencyjnym zbadamy zmienność szybkości, z jaką MeHg jest wydalana, zarówno między ludźmi, jak i w obrębie osób w czasie, i powiążemy to z aktywnością demetylacji MeHg, która jest zawarta w ich odpowiednich drobnoustrojach jelitowych. Ponadto, poprzez interwencję z prebiotycznym suplementem diety, wywołamy zmianę składu mikrobiologicznego jelit u tego samego osobnika i ocenimy, czy następuje wolniejszy czy szybszy metabolizm MeHg. Dzięki tym podejściom uzyskamy próbki mikrobiomu jelitowego, które korelują z szybszą lub wolniejszą kinetyką eliminacji MeHg. Następnie naszym celem jest zidentyfikowanie określonych rodzajów i gatunków bakterii w jelitach człowieka odpowiedzialnych za metabolizm MeHg. Zrobimy to, karmiąc ochotników rybami o udokumentowanych śladowych poziomach MeHg, które są poniżej jakiegokolwiek szkodliwego poziomu narażenia. Następnie zmierzymy kinetyczne szybkości eliminacji MeHg za pomocą analizy spektrometrii mas pasm włosów. Pobierzemy również próbki kału od pacjentów jako źródła mikroflory jelitowej i jako medium do analizy stopnia metabolizmu MeHg (demetylacji), który jest równoległy do ​​jego eliminacji. Członkowie zespołu badawczego z Montana State University bezpośrednio zbadają zdolność ludzkiej mikroflory jelitowej do indukowania aktywności metabolizującej MeHg u myszy wolnych od drobnoustrojów w tempie odpowiadającym obserwowanemu u człowieka, od którego pochodzi. Równolegle wykorzystamy strategie oparte na sekwencjach metagenomicznych, aby wprowadzić do hodowli wyizolowane szczepy ludzkich bakterii jelitowych, a następnie zbadać ich aktywność demetylującą MeHg. Przewidujemy, że nasze wyniki doprowadzą do lepszego zrozumienia mikrobiologicznych podstaw metabolizmu MeHg u ludzi.