Tilbake til søkeresultatene

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

UnveilMe: Unveiling the role of microbial metabolites in human infant development

Alternativ tittel: UnveilMe: Betydning av metabolitter fra bakterier for utvikling av spedbarn

Tildelt: kr 12,0 mill.

Siden forrige rapport har det publisert fire vitenskapelige originalarbeider. Det første arbeidet, som omhandler Bacteroides caccae, ble akseptert for publisering i "Applied and Environmental Microbiology," et nivå 2-tidsskrift. I dette arbeidet oppdaget vi at B. caccae viste en svært sterk mor-barn-assosiasjon. Vi viste også at en spesiell stamme av B. caccae har global utbredelse. Ut fra gensammensetningen til stammen kan det se ut som den har evnen til å indusere produksjon av fukose i tarmen, som den kan benytte som næringskilde. Dette kan bidra til å forklare den tidlige koloniseringen. Et det andre publiserte arbeidet undersøker vi tilstedeværelsen av bakteriosiner og deres mulige rolle i å forklare bakteriediversiteten i tarmen til spedbarn. Dette bidrar til vår forståelse av tidlige faser av tarmflorautvikling og kan ha implikasjoner for barns helse. I dette arbeidet søkte vi gjennom all tilgjengelig data for tarmmikrobiota fra både barn og voksne. Dette søket viste at bakteriosingener er mer vanlige i spedbarnstarmen enn hos voksne. Videre viste vi at tilstedeværelsen av bakteriosingener økte stammediversiteten. Vi lagde en forklaringsmodell basert på stein/saks/papir-prinsippet for å forklare sammenhengen mellom bakteriosiner og stammediversitet. For det tredje arbeidet vi har publisert i år, undersøkte vi sammenhengen mellom smørsyre, funksjon og sammensetning av tarmmikrobiota. I dette arbeidet viste vi at sammensetningen ga en bedre forklaring på mengden smørsyre enn selve funksjonen til tarmbakteriene. Dette indikerer et komplekst samspill knyttet til smørsyreproduksjon, og at dette samspillet er vanskelig å forutsi direkte ut fra gensammensetningen. I det fjerde arbeidet som er akseptert for publisering, fokuserer vi på prediksjon av immunocellsammensetningen hos ettåringer basert på sammensetningen ved 6 måneder. Dette gir potensial for å forutsi helseutfall og forstå utviklingen av immunforsvaret hos små barn. Vi viste at barna kunne grupperes i fire grupper ut fra immunologimønstre ved ett års alder. Disse gruppene kunne deretter relateres til bestemte bakteriegrupper som var tilstede i tarmen til barna ved 6 måneders alder. Pågående aktivitet inkluderer en studie med ca. 1000 barn ved 6 og 12 måneders alder. Denne studien, basert på data fra PreventADALL-studien, søker å forstå sammenhengen mellom kosthold, sammensetning av kortkjedede fettsyrer og mikrobiotasammensetning på stammenivå. Resultatene kan gi ny innsikt i allergiutvikling hos barn. Knyttet til den siste fasen av prosjektet utfører vi laboratorieforsøk med mus for å undersøke i hvilken grad fukoseinduksjon påvirker tarmfloraen. Ved å undersøke mus med og uten fukose i tarmen, undersøker vi betydningen av fukose for overføringen av tarmbakterier. Den eksperimentelle fasen av dette arbeidet forventes å bli fullført i begynnelsen av 2024. Denne forskningen vil hjelpe oss å forstå samspillet mellom bakterier og vert knyttet til hvordan både mikrobene og verten utvikler seg. Samlet sett anser vi at prosjektet er i rute.

Humans have evolved as an integral part of the microbial world, and we cannot live without bacterial services. We exploit microbial metabolic capacities in order to produce short chain fatty acids (SCFA), and other essential metabolites. SCFAs are key metabolites for humans, being the main energy source for gut epithelial cells, immune modulation, and glucose production. Microbial exposure during infancy represents a crucial part of a human life, as it is essential for immunological and developmental programming. SCFAs represent the main microbial metabolites that affect infant maturation and immunological development. Recent evidence suggests that there are age-related windows of opportunities for microbial and SCFA exposure during infancy. If these are not met, the result may be aberrant, lifelong cognitive and immunological disorders. This paricularily relates to the two main SCFAs butyrate and propionate. The primary hypothesis in this application is that a shift in the propionate to butyrate ratio during infancy is important for proper immunological- and developmental maturation. This project will address the gut microbiota/SCFA in the transition from an infant- to and adult-like composition and the function. We will focus on SCFAs due to their essential role in gut and immunological maturation. We will further focus on the key SCFA metabolites propionate and butyrate, and the main metabolic pathways of formation. Our analytical approach will first be to establish correlation patterns between SCFA and the microbiota composition and function at different age categories (WP1). Then we will use prior knowledge about metabolic pattern associations to derive mechanistic models related to SCFA metabolism in the infant gut (WP2). Finally, we will test the mechanistic models by in vitro and in vivo experimental studies (WP3-WP5). The project main deliverable will be a mechanistic understanding of SCFAs and microbiota during human infant development/maturation.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Budsjettformål:

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Finansieringskilder