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Los microbios de catalogación en tripa podían llevar para causar de enterocolitis de necrotización

Los científicos han ordenado y han reconstruido los genomas la mayor parte de los microbios en la tripa de un recién nacido prematuro y han documentado por primera vez cómo las poblaciones del microbio cambiaron en un cierto plazo.

Otros estudios que implicaban a más niños podrían ayudar eventual a investigadores a entender las causas de los diversos problemas intestinales que afligen a los prematuros, particularmente la enterocolitis de necrotización a veces fatal, según investigadores en la Universidad de California, el Berkeley, la universidad de la Facultad de Medicina y de la Universidad de Stanford de Pittsburgh. Una pregunta sin resolver es si estas enfermedades son causadas por deformaciones patógenas de bacterias o apenas un desequilibrio en las poblaciones del microbio en la tripa.

El estudio fue asentado el 29 de diciembre en línea antes de la publicación de la huella en los procedimientos del gorrón de la National Academy of Sciences.

Mientras que éste no es la primera vez que los microbios en el trecho intestinal humano se han ordenado como comunidad, ésta es la primera serie completa de la mirada al mismo tiempo que documenta la colonización de la tripa de un recién nacido prematuro, y uno de pocos grupos de datos genomic totalmente montados de la comunidad, dijo a Jill Banfield, profesor de Uc Berkeley de la tierra y de la ciencia planetaria y de la ciencia ambiental, del plan de acción y de la administración.

La “secuencia de comunidades microbianas ha llegado a ser excesivamente común, pero muchos investigadores trabajan con datos esencialmente sin montar y analizan a menudo series contiguas muy cortas de la DNA - los fragmentos del genoma,” ella dijo. “Entramos real y nos resolvemos donde los montajes fallaron y los reparamos - se llama qué curating los datos - así que podemos construir los genomas muy completos para la mayor parte de los microbios.”

El cirujano pediátrico Michael J. Morowitz, hasta hace poco tiempo en el centro médico de la Universidad de Chicago pero ahora con el hospital de niños de Pittsburgh de la universidad del centro médico de Pittsburgh y de un profesor adjunto de la cirugía en la universidad de la Facultad de Medicina de Pittsburgh, primer se acercó a Banfield debido a su trabajo pionero durante la última década que ordenaba a comunidades microbianas en ambientes extremos, tales como el desagüe ácido de minas subterráneas. Él sugirió que ella aborde un ambiente humano único, el trecho intestinal recién nacido. A diferencia de la tripa adulta, que puede contener un par de especies microbianas del mil, el trecho intestinal recién nacido se puede colonizar por solamente un puñado, haciéndola posible ordenar a la comunidad entera.

Su trabajo provenido interés con los niños prematuros, la mayoría de los cuales pasa dondequiera a partir dos semanas a seis meses en la Unidad de Cuidados Intensivos antes de que se juzguen bastante sanos ir a casa. Entre el 5 y 10 por ciento de estos prematuros desarrolle los síntomas de la enterocolitis de necrotización (NEC), que requiere cartuchos de antibióticos parar, y quizás un tercero de estos bebés requiere eventual cirugía quitar las piezas de sus intestinos que han muerto.

“El impacto real de la enterocolitis de necrotización en el ICU es incluso, porque introduce las rutinas y el otro cuidado conducto alrededor de un miedo del NEC que se convierte,” un Morowitz más grande dijo.

Los estudios anteriores, sin embargo, han producido resultados contradictorios sobre la causa del NEC. Algunos han encontrado bacterias patógenas asociadas al NEC, mientras que otros no han encontrado ninguna diferencia entre las bacterias en bebés con y sin el NEC. Banfield, Morowitz y sus colaboradores sospechan que estos resultados reflejan el hecho de que los investigadores han mirado ampliamente la especie o las familias de bacterias en la tripa, bastante que en las variantes o las deformaciones. Aunque las deformaciones coexistentes puedan tener genes que sean el 99 por ciento de idéntico, sus genomas podrían ser suficientemente distintos hacer uno malo y el otro bueno.

“Conocemos ya que apenas algunos genes pueden hacer una deformación un patógeno y el que está beneficiosos o comensales,” significar que los microbios viven amistoso con su ordenador principal, Banfield dijo. “Contamos con que muchas las entregas con el proceso de la colonización en la tripa que ésa lleva a la enfermedad se pueden rastrear a las diferencias sutiles en deformaciones,” ella dijo. “Tan una pregunta sobre la tabla es, “son estas deformaciones muy estrechamente vinculadas fisiológico distintas, y de qué maneras”?”

La única manera de conseguir en estas diferencias, ella dijo, es ordenar los genomas enteros del microbiota intestinal - no simplemente los fragmentos de la DNA o las etiquetas cortas de la DNA, que se pueden utilizar para determinar el género o aún la especie de un microbio, pero no la deformación específica.

“Aunque un objetivo principal de nuestra investigación es NEC, es que hay algunas preguntas por contestar fundamentales apenas sobre el proceso de la colonización en circunstancias normales,” Morowitz muy evidente convertido agregó. “Es realmente importante conseguir una maneta en cuál es primer el proceso normal, y entonces, eventual, podemos mirar de cerca los bebés con el NEC y ver si se desvían de qué aparece ser el proceso normal de la colonización.”

Otras enfermedades humanas, incluyendo asma, diabetes y obesidad, se han conectado a los problemas a la colonización microbiana de la tripa, y varios papeles han denunciado la mejoría sintomática después de material fecal de “trasplante” de individuos sanos a los pacientes con un alcance de desordenes intestinales.

Banfield, Morowitz y sus colegas siguieron a un único niño prematuro que había sido entregado por cesariano y determinado tres comunidades distintas de microbios intestinales presentes en diversas horas durante el primer mes de la vida del niño. Las poblaciones del microbio en estas comunidades parecían cambiar después de cambios en la medicación e introduciendo, Morowitz dijo. Aunque fuera probablemente estéril en el nacimiento, la tripa del niño fue colonizada rápidamente por un equipo de microbios intestinales sabidos - las bacterias y Archaea, sobre todo, pero también los virus, los virus bacterianos (bacteriófagos) y los largos descubiertos de la DNA llamaron plásmidos. Cuando el bebé salió los antibióticos y cambió del amamantamiento a introducir intravenoso, de las poblaciones del microbio cambiadas totalmente, con las piezas microbianas de menor importancia dominando repentinamente y la disminución dominante de las piezas.

Vincent Denef, investigador postdoctoral en el laboratorio de Banfield que contribuyó al estudio, conocido que tales estudios en tiempo real son potentes porque “tenemos muy raramente la oportunidad de observar la dinámica de un sistema natural, tal como el trecho infantil del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO, pues se transforma de estéril a funcionalmente diverso.”

Las poblaciones cambio otra vez cuando el introducir intravenoso fue reemplazado por fórmula. Morowitz paró el cerco de las heces de los pañales sucios después de 21 días, y enviaron el niño sano casero después de 9 semanas en el ICU.

Aunque las muestras fecales fueron tardadas casi cada día, un análisis completo del genoma fue realizado solamente para las muestras cerco el los días 10, 16, 18 y 21. Para los otros días, estimaban a la comunidad microbiana basó en las etiquetas de la DNA (rRNA 16S) que determina las familias y especie del microbio, solamente las deformaciones no específicas.

Qué sorprendió a los investigadores es que comprendieron a la población microbiana de piezas por lo menos de 20 grupos, muchos cuyo incluya los organismos dañinos así como benignos. Éstos incluyeron el estafilococo, una causa frecuente de las infecciones del hospital; Pseudomonas, “la causa de una cantidad enorme de morbosidad en pacientes de ICU, niños y adultos,” Morowitz dijo; Serratia, una causa común de la sepsia en general y Citrobacter, que pueden causar meningitis en bebés. Con todo, el bebé en este estudio aparecía sano en todas partes.

“Las poblaciones de la tripa son altamente dinámicas, con los movimientos grandes a través de tres escenarios en un cierto plazo, pero vimos una superabundancia de los organismos gramnegativos que asociamos a menudo a enfermedad,” él dijimos. “Determinado el golpear era la dominación de pseudomonas durante varios días, aunque el niño era clínico estable.”

La contradicción que parecía de un niño sano con las bacterias enfermedad-que causaban en su tripa podría ser explicada si las deformaciones en la tripa del niño eran benignas, o si el equilibrio de otros microbios evitó que los microbios patógenos causaran problemas.

El Citrobacter, por ejemplo, es un tipo de bacterias que se asocia según se informa al NEC: un estudio encontró el Citrobacter en tres de cuatro niños con el NEC, pero en ningunos niños del mando. Con todo, en el estudio actual, la secuencia del microbiome de la tripa el los días 16, 18 y 21 reveló la presencia de dos deformaciones del Citrobacter, que fluctuaron importante en proporciones en los tres días. “Esos movimientos grandes habrían podido potencialmente ser muy importantes para el estado médico de ese bebé,” Banfield dijo. “Afortunadamente, el bebé estaba muy bien.”

Los investigadores encontraron que esas dos deformaciones eran áreas excesivas similares del 99 por ciento del genoma que podría ser comparado.

“Del interés determinado estaban los sitios calientes de la evolución rápida de la DNA en y entre genes. Ésos potencialmente podrían ser muy importantes e interesante,” ella dijo. “Aunque los dos genotipos del Citrobacter están muy, excesivos muy similares la mayor parte del genoma, los resultados sugieren que podrían funcionar en maneras diferentes porque sus genomas se regulan diferentemente.”

Banfield observó que la comunidad intestinal del niño que ninguna duda continuaría cambio en varias ocasiones por un año o más después de nacimiento, como el niño encuentra los nuevos microbios - cortesía de la familia, de amigos y de animales domésticos. Movimiento de estas poblaciones con la afluencia de nuevas deformaciones y de la especie y potencialmente porque los microbios residentes ellos mismos se desarrollan tomando nuevos rasgos de los plásmidos y de los fagos que viven junto a ellos.

“Esto es un estudio ecológico,” ella acentuó. “Una de las cosas que estamos intentando hacer es traer en el campo del remedio una aproximación de alta resolución, ecológica.”