Tarmbakterier har stor betydning for vores helbred, men det har altid været meget svært for forskere at dyrke en stor del af dem i laboratoriet med henblik på at studere dem og forstå dem bedre. Den udfordring løser forskere nu med en ny tilgang til problemet.
Sammensætningen af bakterier i vores tarme har stor betydning for vores helbred.
Nogle bakterier er sundhedsfremmende, mens andre er sundhedsskadelige, og kombinationen af dem kan have betydning for alt fra risikoen for udvikling af hjertekarsygdom og diabetes til risikoen for at udvikle Alzheimers eller blive overvægtig.
I mange år har forskere forsøgt at forstå, hvilke bakterier der gør hvad, men for mange bakteriers vedkommende er de svære at studere, fordi de ikke sådan lige er til at dyrke i laboratoriet med henblik på undersøgelser.
Det problem har forskere nu løst med en ny metode, hvor de kan fremelske relevante bakterier i en afføringsprøve og studere deres betydning i detaljer.
»Udfordringen er, at mange af bakterierne i vores tarme er svære at kultivere i laboratoriet, fordi de ikke kan gro på traditionelle vækstmedier, og det gør det svært at identificere for eksempel nye bakterier, som kan indgå i sundhedsfremmende probiotika. Der er behov for en metode til selektivt at gro specifikke bakterier, og det er det, vi har udviklet her,« fortæller en af forskerne bag udviklingen af metoden, professor Morten Otto Alexander Sommer fra Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability ved Danmarks Tekniske Universitet.
Metoden er publiceret i Nature Communications.
Sekventerer generne i en afføringsprøve
Når forskere skal identificere, hvilke bakterier der findes i tarmene, laver de som regel en gensekventering af den samlede mængde DNA i en afføringsprøve.
Det fortæller noget om, hvilke gener der findes i tarmene, og hvilke bakterier der derfor er til stede.
Som eksempel findes der i tarmene bakterier, som kan lave dopamin, og vil man identificere, om de findes i tarmene hos en given person, kan man i en afføringsprøve lede efter generne for produktionen af dopamin.
Lad os antage, at man kan finde generne, men at det samtidig viser sig, at kun én ud af en million bakterier er dopaminproducerende.
Det kan gøre det meget svært at isolere de enkelte bakterier i prøven for at lave undersøgelser på dem.
»Hvis der kun er meget få bakterier af en bestemt type til stede i tarmene, skal man igennem rigtig mange bakterier for at finde netop dem, man er interesseret i. Sådan ville det ikke være, hvis én ud af 100 eller én ud af 10 var de relevante bakterier,« forklarer Morten Otto Alexander Sommer.
Ny metode fremelsker specifikke bakterier
Den metode, som forskerne har udviklet, gør det muligt at fremelske specifikke bakterier i en afføringsprøve.
Sagen er nemlig den, at bakterier skal bruge forskellige betingelser for at vokse. Nogle skal for eksempel bruge et surt miljø, mens andre skal bruge et basisk miljø. Nogle skal bruge ekstra meget af en bestemt type sukker, mens andre skal have andre former for næringsstoffer.
Tanken bag metoden er, at man vækster sine ønskede bakterier på en måde, hvor afføringsprøven bliver tilsat forskellige betingelser, der fremmer væksten af netop den bakterie, man er interesseret i. Det vil sige, at man først og fremmest undersøger, hvilken betydning forskellige typer af sukker, mælkesyre, proteiner eller sågar lægemidler og koffein har for koncentrationen af den ønskede bakterie.
Det kan forskerne undersøge ved at gensekventere den samlede mængde DNA og identificere, hvor stor en del der indeholder gener specifikke for den relevante bakterie. Finder man, at for eksempel mucin og koffein hver især øger andelen af den givne bakterie i en afføringsprøve, kan man kombinere de to stoffer for at fremme væksten endnu mere.
Man kan også undersøge, hvad der sker, hvis man skruer op eller ned for mængden af det, der giver de ønskede bakterier de bedste vækstbetingelser.
»Det er en metode til at isolere de bakterier, som vi ønsker at studere. Så kan vi måske få bakterierne fra at være til stede som én ud af en million til at være til stede som én ud af 100. Det gør det 10.000 gange lettere at isolere bakterier og måske én million gange lettere, end hvis vi blot dyrker dem i et standardmedie,« siger Morten Otto Alexander Sommer.
Kan identificere nye probiotika
Morten Otto Alexander Sommer fortæller, at metoden primært kan bruges til forskning og til at studere enkelte bakterier, som det hidtil har været svært at studere.
Han ser også, at metoden kan benyttes til bedre at identificere og kultivere bakterier, som vil have interesse inden for probiotika, hvor man med sundhedsfremmende bakterier forsøger at fremme et godt helbred.
Opdagelserne kan også relateres til bakterier, som man gerne vil af med, og derfor udvikle medicin mod.
»Man kan bruge metoden til at gå på opdagelse i vores tarmbakterier og opdage effekter af bakterier, som vi ikke tidligere har kunnet dyrke på en meningsfuld måde. Det kan man nu, og det er der stor interesse for i øjeblikket,« siger Morten Otto Alexander Sommer.
