Fagerdynamik och influenser under etablering av mänsklig tarmmikrobiom (METAKIDS)

Under det senaste decenniet har rollen för mikroorganismer som finns i mänskliga tarmar studerats intensivt. Tarmmikrobiomet inkluderar bakterier, virus, svampar och arkéer. Vikten av mikrobiom för människors hälsa framhävs av observationen att dysbiotiska förändringar i dessa mikrobiella samhällen har associerats med många mänskliga sjukdomar, inklusive fetma, inflammatoriska tarmsjukdomar, autoimmuna sjukdomar eller gastrointestinala cancer. Det är också tydligt fastställt att vissa av dessa mikroorganismer interagerar med immunsystemet och bidrar till dess utveckling. Tarmmikrobiomet etableras strax efter födseln, och dess sammansättning förändras under de kommande åren mot en stereotyp "vuxenliknande" bakteriegemenskapsstruktur. Epidemiologiska studier har visat vikten av denna period för en långsiktig hälsa. Det har också visat sig att denna process kan påverkas av flera interagerande faktorer såsom näring, antibiotikaanvändning och andra miljöfaktorer. Mycket mindre är känt om den virala delen av människans mikrobiome. De flesta av dem är fager (fageom) som är kända för att modulera mikrobiell population genom predation eller överföring av genetisk information mellan bakterier, och som sannolikt kommer att ha viktiga effekter på intestinal mikrobiometablering och följaktligen människans fysiologi. MetaKids-projektet syftar till att förstå hur tarmfageomet utvecklas under det tidiga mänskliga livet och hur det påverkar sammansättningen av bakteriemikrobiomet. Utredarna kommer att genomföra en longitudinell studie av 15-20 spädbarn från 3-9 månader till åldern 24-30 månader. Genom att kombinera de senaste metagenomiska metoderna kommer att undersökas: 1) sammansättningen, utvecklingen och dynamiken hos fageomet och bakteriemikrobiomet under denna kritiska period; 2) interaktionerna mellan fager och bakterier och deras relationer; och 3) påverkan av miljöfaktorer, såsom vaccinationer eller antibiotikabehandling på fagpopulationerna. Projektet är baserat på en kombination av innovativa nya metagenomiska tekniker som utvecklats i labbet. DNA är en allestädes närvarande och stabil molekyl som kan användas som en markör för "kompartmentalisering" på cell- och populationsnivå, vilket ger viktig information om den genomiska strukturen hos en blandning av arter. Därför, genom att kombinera tillvägagångssätt som rening av virale partiklar och 3C-relaterade metoder, föreslår forskarna att karakterisera mikrobiometablering av spädbarns tarm och dechiffrera relationerna mellan de olika genomiska enheterna som finns under denna period. Detta projekt kommer att ge viktiga data om fagernas roll under det tidiga livet av mänskliga tarmkanal. Intervention för att modifiera/kontrollera tarmpopulationen är ett dynamiskt område och MetaKids-projektet kommer att ge nya perspektiv för detta forskningsområde.