Cada vez está más claro que las miles de bacterias diferentes que viven en nuestro tracto intestinal, nuestro microbioma, tienen un gran impacto en nuestra salud. Pero los detalles de los efectos del microbioma siguen siendo bastante turbios. Un estudio del Instituto Weizmann que apareció recientementeen ciencia sugiere abordar este tema desde un nuevo ángulo: evalúe qué tan rápido crecen las diversas bacterias. Este enfoque ya revela vínculos intrigantes entre las tasas de crecimiento bacteriano y condiciones como la diabetes tipo II y la enfermedad inflamatoria intestinal. El nuevo método computacional puede iluminar una dinámicaproceso como el crecimiento de una "instantánea" estática de una sola muestra, y por lo tanto puede tener implicaciones tanto para el diagnóstico como para nuevas vías de investigación.
Tal Korem y David Zeevi, estudiantes de investigación en el laboratorio del Prof. Eran Segal del Departamento de Informática y Matemáticas Aplicadas, dirigieron esta investigación y colaboraron con Jotham Suez, un estudiante de investigación en el laboratorio del Dr. Eran Elinav en InmunologíaDepartamento, y la Dra. Adina Weinberger, investigadora asociada en el laboratorio de Segal. El estudio comenzó con las técnicas avanzadas de secuenciación genómica utilizadas en muchos estudios actuales de microbiomas, que secuencian todo el ADN bacteriano en una muestra. A partir de las secuencias cortas, construyen unimagen de los tipos de bacterias y su relativa abundancia. Pero el equipo del Instituto Weizmann se dio cuenta de que esta técnica de secuenciación contenía otro tipo de información.
"Las bacterias de la muestra están haciendo lo que mejor hacen las bacterias: hacer copias de sus genomas para que puedan dividirse", dice Segal. "Así que la mayoría de las células bacterianas contienen más de un genoma, un genoma y medio, por ejemplo,o un genoma y tres cuartos ". Dado que la mayoría de las cepas bacterianas tienen códigos de" inicio "y" finalización "preprogramados, el equipo pudo identificar el punto de" inicio "como la secuencia corta más prevalente en la muestra.prevalente, en el otro extremo del genoma, estaba el ADN que se copió en último lugar. Los investigadores descubrieron que analizar las cantidades relativas de ADN inicial y final podría traducirse en la tasa de crecimiento de cada cepa de bacterias.
El grupo probó esta formulación experimentalmente, primero en cultivos de una sola cepa para los cuales la tasa de crecimiento podía controlarse y observarse, luego en múltiples sistemas de modelos animales y finalmente en las secuencias de ADN de microbiomas humanos, en toda su complejidad.
Su método funcionó incluso mejor de lo esperado: las tasas de crecimiento bacteriano estimadas resultaron ser casi idénticas a las tasas de crecimiento observadas. "Ahora finalmente podemos decir algo acerca de cómo la dinámica de nuestro microbioma se asocia con una propensión a la enfermedad. Crecimiento microbianoLa tasa revela cosas sobre nuestra salud que no se pueden ver con ningún otro método de análisis ", dice Elinav.
En su examen de los datos del microbioma humano, por ejemplo, el grupo encontró que cambios particulares en las tasas de crecimiento bacteriano están asociados de manera única con la diabetes tipo II; otros están relacionados con la enfermedad inflamatoria intestinal. Estas asociaciones no se observaron en la población de microbiomas estáticos"estudios. Por lo tanto, el método podría usarse en el futuro como una herramienta de diagnóstico para detectar enfermedades o infecciones por patógenos desde el principio, o para determinar los efectos del tratamiento con probióticos o antibióticos. Además, los científicos esperan que esta nueva comprensión del microbioma estimuleMás investigación sobre las conexiones entre el ecosistema complejo y dinámico dentro de nosotros y nuestra salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Weizmann . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :