Browsing by Subject "dysbioosi"

Suoliston mikrobistolla on osoitettu olevan vahva yhteys useisiin suolistosairauksiin samoin kuin moniin systeemisiin sairauksiin, kuten lihavuuteen, diabetekseen ja eräisiin neurologisiin sairauksiin. Näissä tautitiloissa suoliston mikrobiston koostumus ja toiminta on häiriintynyt (dysbioosi). Uusimpien tutkimustulosten perusteella suolistomikrobiston dysbioosilla saattaa lisäksi olla merkittävä vaikutus sydän- ja verisuonitautien synnyssä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää verenpainetaudin kokeellista tautimallia hyödyntäen, vaikuttaako kohonnut verenpaine ja ravinnon suola suolistomikrobiston koostumukseen ja toimintaan. Verenpainetaudin kokeellisena tautimallina käytettiin spontaanisti hypertensiivisiä rottia (SHR), joille verenpainetauti kohde-elinvaurioineen kehittyy geneettisistä syistä. Normaalipaineisena verrokkiryhmänä käytettiin Wistar-Kyoto rottia (WKY), joista on aikoinaan risteytyksen avulla kehitetty SHR-kanta. Koe-eläinkannat jaettiin saamaan joko normaalisuolaista tai runsassuolaista ravintoa. Verenpainetaudin kehittymistä seurattiin mittaamalla koe-eläinten verenpainetta häntämittarilla kahdeksan viikon seuranta-aikana. Suolistomikrobiston koostumus selvitettiin määrittämällä ulostenäytteistä eristetystä DNA:sta 16S sekvensoinnilla. Suolistomikrobiston toimintaa arvioitiin määrittämällä seeruminäytteistä yli 650:n aineenvaihduntatuotteen pitoisuudet UPLC-MS/MS-laitteella. Tutkimuksessa osoitettiin, että verenpainetautia sairastavien koe-eläinten suolistomikrobiston koostumus poikkesi merkittävästi normaalipaineisten koe-eläinten koostumuksesta. Lisäksi havaitsimme, että runsassuolainen ravinto muutti suolistomikrobiston koostumusta myös verenpainetaudista riippumatta. Seeruminäytteiden metabolomiikka-analyysit osoittivat, että useat suolistomikrobien muodostamat metaboliitit imeytyvät suolistosta, jolloin niitä voidaan havaita verenkierrosta biologisesti aktiivisina pitoisuuksina. Verenpainetautia sairastavien koe-eläinten seerumissa eräiden metaboliittien pitoisuudet olivat merkittävästi korkeammat normaalipaineisiin koe-eläimiin verrattuna. Havainto viittaa siihen, että metaboliittien muodostuminen on lisääntynyt suolistossa ja/tai metaboliittien läpäisevyys suoliston seinämästä on verenpainetaudissa lisääntynyt. Yksi mielenkiintoisimmista havaituista metaboliiteista oli fenyyliasetyyliglysiini, jonka veripitoisuutta sekä verenpainetauti että runsassuolainen ravinto nostivat merkittävästi. Fenyyliasetyyliglysiini on aikaisemmin yhdistetty sydänpotilaiden suurentuneeseen kuolleisuusriskiin sekä verisuonten lisääntyneeseen tukosriskiin. Kaiken kaikkiaan runsassuolainen ravinto aiheutti merkittävästi laajemmat muutokset seeruminäytteiden metabolomiikassa normaalipaineisille koe-eläimille verenpainetautia sairastaviin verrattuna. Havainto saattaa viitata siihen, että suolistomikrobien muodostamat metaboliitit osallistuvat suolaresistenssiyden muodostumiseen. Lisäksi tutkimuksessa arvioitiin suolistomikrobien ja verenpainetaudin syy-seuraussuhdetta suorittamalla ulosteensiirto mikrobivapaisiin hiiriin (”germ-free mice”). Ulosteensiirto verenpainetautia sairastavilta koe-eläimiltä kohotti verenpainetta merkittävästi enemmän kuin ulosteensiirto normaalipaineisilta koe-eläimiltä. Havainto viittaa siihen, että suolistomikrobit ja niiden muodostamat metaboliitit osallistuvat keskeisesti verenpainetaudin kehittymiseen. Tutkimuksen perusteella suolistomikrobit ja niiden muodostamat metaboliitit voisivat olla lupaavia lääkekehityksen kohdemolekyylejä kehitettäessä uusia hoitoja sydän- ja verisuonitautien ennaltaehkäisyyn ja hoitoon. (311 sanaa)

The literature review of the study focused on intestinal microbiota and the connection between its imbalance and Inflammatory Bowel Disease (IBD). Specific focus was on communication between microbes and human host through congenital immune defense. The purpose of the experimental phase was to research in vitro, the adherence of the human Lactobacillus rhamnosus GG, Bifidobacterium bifidum strain DSM20456 and the Lactobacillus acidophilus strain LAB20 of canine and the EPS mutant strain LAB20 to Caco-2 and HT-29 cell lines and mucus. The adhesion method was based on bacterial cells that were marked with tritium. The next experiment was whether the bacteria could reduce inflammatory response in the LPS-induced HT-29 cell line. HT-29 cells produced inflammatory mediator IL-8, and its concentration was measured by collecting the supernatant above the cells and measuring the IL-8 concentration with the ELISA-method. In conclusion, the effect of adhesin proteins SpaC and BopA as anti-inflammatory components was tested. L. rhamnosus GG, B. bifidum DSM20456 and L. acidophilus LAB20 adhered to the HT-29, Caro-2 cells of epithelial cell lines and to mucus. LAB20 EPS mutants did not adhere to mucus at all, so the EPS-construction of the strain LAB20 would appear to be relevant to the bacteria’s adherence. L. rhamnosus GG, B. bifidum DSM20456 and L. acidophilus LAB20 strains showed anti-inflammatory properties. They significantly reduced IL-8 yield in the LPS-induced inflammatory response in the HT-29 cell line. L. acidophilus LAB20 significantly reduced the yield of IL-8 in one test, and therefore the result of this study is indicative. LAB20 EPS mutants did not cut the IL-8 yield, so EPS structures may be responsible for the anti-inflammatory feature of the strain LAB20. Bacteria SpaC- and BopA-adhesin proteins showed pro-inflammatory properties, i.e. an inflammatory response in the HT-29 cell line. The results showed that L. rhamnosus GG, B. bifidum DSM20456 and L. acidophilus LAB20 strains have adhesion and anti-inflammatory properties. The LAB20 is a new and potential probiotic for canines. B. bifidum also showed anti-inflammatory properties, so it could also act as a palliative for IBD. The SpaC and BopA adhesin proteins did not show any anti-inflammatory effects, but they still proved to be stimulating host's immune defense, which plays an important role in the host's immune system regulation. EPS structures may convey the LAB20 adhesion to mucus and anti-inflammatory properties.

Tutkielman tarkoituksena on tunnistaa ja selvittää suolistomikrobien merkitys vieroitusikäisten porsaiden kasvuun. Tutkielmassa selvitetään, kuinka imevien ja vieroitettujen porsaiden suolistomikrobistot eroavat toisistaan, ja kuinka ne muuttuvat vieroituksessa. Kirjallisuuskatsauksen tavoitteena on koota yhteen olemassa olevaa ajankohtaista tietoa suolistomikrobeista porsaiden eri elämänvaiheissa. Tutkielma sisältää alkuperäistutkimuksen, jonka pohjana kirjallisuuskatsaus toimii. Vieroitus on porsaalle aina stressaavaa niin ravitsemuksellisten, sosiaalisten haasteiden kuin ympäristön muutostenkin vuoksi. Vieroituksessa porsaan suoliston rakenne, toiminta ja mikrobiologia muuttuu, mikä muuttaa suoliston tasapainoa. Suolistomikrobien epätasapaino eli dysbioosi kasvattaa riskiä vieroitusripulille. Vieroitusripuli on yleinen ruoansulatuskanavan ongelma, jossa uloste on löysää ja porsaat laihtuvat. Porsaiden vieroitusripuli hidastaa ja heikentää porsaiden kasvua aiheuttaen tuottajalle taloudellisia menetyksiä ja mahdollisesti antibioottien käytön lisääntymistä. Tutkimuksemme hypoteesi on, että tietyissä olosuhteissa vastasyntyneiden porsaiden suolistomikrobisto kehittyy sellaiseksi, joka edistää kasvua ja vähentää patogeenimikrobien kasvua. Toinen hypoteesi on, että tutkimuksessa löydetään eroja peräsuolesta eristetyistä suolistomikrobipopulaatioista porsailta, jotka kasvavat muita nopeammin ja joilla ei ole kliinisiä merkkejä suolistosairauksista. Tutkimuksemme tavoitteena on tuoda tärkeää tietoa porsaiden kasvun parantamisen kehittämiseksi, jotta antibioottien käyttöä voitaisiin vähentää. Tutkimuksessamme oli vertailun vuoksi neljä sikalaa, joista yhdellä oli käytössä ryhmämuotoinen vapaaporsitus, toisessa yksilöllinen vapaaporsitus ja muilla häkkiporsitus. Kultakin tilalta tutkimukseemme kuului kymmenen emakkoa ja niiden naarasporsaat. Tiloilla vierailimme kahdesti ennen ja jälkeen vieroituksen. Näytteenottokerroilla keräsimme tutkimusporsailta ulostenäytteet peräsuolesta vanupuikon avulla minigrip-pussiin ja kuivajäähän jatkokuljetusta ja -tutkimusta varten. Lisäksi punnitsimme porsaat koukku- tai ihmisvaa’an avulla. Toisella näytteenottokerralla valitsimme jokaisesta pahnueesta kaksi suurinta ja pienintä porsasta, täten kultakin tilalta tutkimukseemme kuului noin 40 porsasta, ja yhteensä keräsimme 674 näytettä. Suolistomikrobit uutettiin ulostenäytteistä ja karakterisoitiin Illumina sekvensoinnilla käyttäen 16S rRNA -geeni- amplikointia. Tutkimuksemme tulokset osoittavat, että niiden porsaiden, joilla oli paras päiväkasvu, suolistomikrobisto vakiintui nopeimmin vieroituksen aikana. Tutkimuksemme tulokset vastaavat muiden tutkimusten tuloksia. Hypoteesin mukaista positiivista yhteyttä suolistomikrobiston ja päiväkasvun välillä ei havaittu imevillä porsailla, eikä hyvillä olosuhteilla havaittu olevan merkitsevää eroa suolistomikrobiston kehittymisessä huonompiin olosuhteisiin verrattuna. Tutkimuksemme osoitti, että suolistomikrobiston muutokset liittyvät erityisesti vieroitusvaiheeseen. Se, kuinka kasvua edistävät bakteerit saadaan hyötykäyttöön, ansaitsee lisätutkimusta. Tutkielman liitteinä on perustietoa tutkimuksemme sikaloista ja sioista.

Dysbiosis is a condition where gut microbiota’s diversity and stability are decreased and the composition of bacterial community is altered as compared to healthy microbiota. Dysbiosis can cause serious harm to host’s immune system and it is linked to inflammatory bowel diseases (IBD). In IBD, the immune system is disturbed and there is a constant inflammation of the gut. Currently IBD is treated by antibiotics and immunomodulators, but it could be preferable to use treatments which aim to restore a healthy microbiota, because dysbiosis has been found to play role in maintaining the continuous inflammation in gut. One potential treatment to restore the healthy microbiota is bacterial therapy. Anti-inflammatory bacterial species of healthy gut could be potential components of bacterial therapy product for IBD-targeted drug. The aim of this study was to isolate spore-forming anti-inflammatory bacteria from fecal material that had been used previously in fecal microbiota transplantation. The aim was to isolate intestinal bacteria, which could be used as a treatment for IBD in the future. Anti-inflammatory properties of spore-formers were an object of interest because the aim was to study could bacterial spores be used in IBD-targeted bacterial therapy. For isolating bacterial spores from the sample, two selection methods were used, ethanol-treatment and heat shock. Treated samples were cultivated on six different media. Bacterial isolates were picked from the plates followed by anti-inflammatory screening to select potentially anti-inflammatory isolates. In anti-inflammatory screening the effect of an isolate on lipopolysaccharide induced IL-8-production of HT-29-cell line was measured. Potentially anti-inflammatory isolates were purified to pure cultures followed by sequencing of their 16S rRNA gene (rDNA). Anti-inflammatory effect of pure cultures on HT-29-cells were tested again with three parallel reactions. Selection methods didn’t work out as well as expected. Based on the 16S rDNA sequences of bacterial populations collected from different media, two treatments managed to select a good portion of Firmicutes, but none of the potentially anti-inflammatory pure culture isolates were spore-formers. According to the 16S rDNA sequences most of the purified strains belonged to the genera Staphylococcus or Enterococcus. Only a small proportion of the potentially anti-inflammatory isolates were confirmed as anti-inflammatory. In this study, six anti-inflammatory Enterococcus faecalis -strains were isolated and purified. In the future, these strains need to be studied further to assess their potential in bacteriotherapeutic applications and clinical use. The methods and results of this study can be used to further optimize the procedures to isolate various intestinal bacteria.