Forskere har foretaget en omfattende kortlægning af alle de vira, der findes i tarmene på babyer og som bidrager til udviklingen af deres immunforsvar. Over 10.000 forskellige vira spiller en rolle i tarmene, og vi ved ikke meget om, hvad hver enkelt af dem gør, udtaler forskeren.
Immunforsvaret bliver i høj grad udviklet og uddannet af sammensætningen af de bakterier, der lever i tarmene i det første år af livet.
Bakteriernes sammensætning bliver reguleret af de virus, der lever i tarmene og ernærer sig af bakterier.
Nu har forskere for første gang kortlagt sammensætningen af virus i tarmene på babyer i den periode af livet, hvor virus har den største betydning for, hvordan immunforsvaret udvikler sig. Dette kan have betydning for udviklingen af autoimmune sygdomme som astma og kronisk inflammatoriske tarmsygdomme.
Kortlægningen af "viromet", som det så smukt kaldes, viser blandt andet, at der findes over 10.000 virusarter i tarmene hos babyer, og at vi kun kender til funktionen af en håndfuld af dem.
"Med dette studie har vi åbnet låget til en skattekiste af information om, hvad der foregår i tarmene i en meget kritisk periode i livet, hvor immunforsvaret udvikler sig, og hvor grundlaget for mange sygdomme bliver lagt. Vi kan også se, hvordan viromet hos børn adskiller sig fra viromet hos voksne, hvilket giver os indsigt i, hvordan det samlede samfund af mikroorganismer i tarmene udvikler sig gennem livet," fortæller professor Dennis Sandris Nielsen, en af forskerne bag studiet, fra Institut for Fødevarevidenskab ved Københavns Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Nature Microbiology.
Mikrober i tarmene har betydning for helbredet
Forskning har efterhånden fastslået, at bakterierne i tarmene er med til at modne immunforsvaret.
Dette skyldes, at bakterierne er med til at lære immunforsvaret, hvad det skal reagere på, og hvad det ikke skal reagere på. Det skal eksempelvis reagere på skadelige bakterier og vira, men ikke på de gavnlige bakterier, som lever i tarmene, og heller ikke på kroppens egne celler eller for eksempel græspollen.
Immunforsvaret skal heller ikke angribe de vira, som lever i tarmene og udelukkende lever af bakterier. Denne type virus kaldes fager.
Når fager, som er meget specifikke i deres valg af bakterier, angriber bestemte klasser af bakterier, påvirker de ikke kun forekomsten af bakterierne, men også forekomsten af de metabolitter, som bakterierne producerer og som diffunderer gennem tarmvæggen og ind i blodet.
Nogle bakterielle metabolitter er gavnlige for vores helbred, herunder vitaminer og kortkædede fedtsyrer. Andre metabolitter er skadelige for vores helbred og kan for eksempel fremme inflammation.
På denne måde spiller fagerne og variationen i fagernes sammensætning en stor rolle for, om det bakterielle samfund i tarmene har en metabolisk sundhedsfremmende profil eller en sundhedsskadelig profil.
"Der er også indikationer på, at fagerne i sig selv kan have betydning for helbredet uafhængigt af bakterierne. Både et uhensigtsmæssigt bakterie- og virusmiljø kan på denne måde fremme udviklingen af en bred vifte af sygdomme," forklarer en anden af forskerne bag studiet, seniorforsker Shiraz Shah fra Copenhagen Prospective Studies on Asthma in Childhood (COPSAC) ved Herlev-Gentofte Hospital.
Kortlagt virus i afføring fra 647 børn
I studiet har forskerne kortlagt virussammensætningen i afføringsprøver fra 647 børn. Afføringsprøverne blev taget, da børnene var ét år gamle.
Forskerne filtrerede afføringsprøverne for at adskille virus fra bakterier og alt andet i afføringen.
Derefter ekstraherede de DNA'et i virusfraktionen og brugte DNA'et til at identificere, hvilke virusarter der var i afføringsprøverne og dermed i tarmene hos babyerne.
I studiet identificerede forskerne fager, men også virus, som lever af at trænge ind i humane celler, ligesom de både identificerede virus med dobbeltstrenget- og enkeltstrenget DNA.
"Vi har i efterhånden mange år lavet rigtig meget forskning i, hvordan tarmbakterierne spiller en rolle for udviklingen af immunforsvaret og et godt helbred, men vi har manglet at få viromets rolle på plads. Det kommer vi et stort skridt i retning af med dette studie," siger Dennis Sandris Nielsen.
Fandt flere end 10.000 virusarter
I undersøgelsen identificerede forskerne over 10.000 virusarter, hvoraf langt størstedelen ikke var kendte på forhånd.
Af de 248 virusfamilier var kun 16 allerede kendt. I studiet identificerede forskerne 232 nye virusfamilier.
"Det mest interessante er næsten, at vi finder denne enorme biodiversitet, uden at vi har nogen idé om, hvad størstedelen af disse vira egentlig betyder for os," siger Dennis Sandris Nielsen.
Desuden fandt forskerne også ud af, at de børn, der deltog i studiet, var inficeret med mellem 10 og 20 forskellige virusarter, som inficerer humane celler. Forskerne er først nu ved at forsøge at forstå, hvilken betydning disse vira har.
"De gør sandsynligvis ikke børnene meget syge og er sandsynligvis vigtige for modningen af immunsystemet, men de kan også være et tegn på udviklingen af senere sygdomme. Dette skal naturligvis undersøges nærmere i fremtiden," uddyber Shiraz Shah.
Forskelle mellem virus hos børn og voksne
Et andet interessant fund i studiet er, at der er stor forskel på viromet hos børn og voksne.
Forskerne fandt både ud af, at nogle vira, som ser ud til at spille en vigtig rolle i børns tarme, ikke er til stede hos voksne, og omvendt.
Nogle af disse resultater giver god mening. For eksempel er der virus, der angriber bakterier af slægten Bifidobacterium, som børn har mange flere af i tarmene end voksne. Der er også virus, som voksne har mange flere af, heriblandt virus af typen crassvirales, som ikke ser ud til at være vigtige for børn omkring ét-års-alderen.
Endelig fandt forskerne også ud af, at voksne har mange flere af den type virus, som dræber bakterier, mens børn har flere af den type virus, der integrerer deres DNA i bakteriecellernes arvemateriale og formerer sig, hver gang bakterierne deler sig.
"Men vi ved endnu ikke, hvorfor det er sådan," siger Shiraz Shah.
Mere kortlægning på vej
Dennis Sandris Nielsen fortæller, at studiet kun er et af mange studier, der skal kortlægge betydningen af og udviklingen i viromet i barndommen frem mod voksenlivet.
Blandt andet er forskerne i gang med at undersøge lignende afføringsprøver fra børnene, da de var én uge og én måned gamle for at kortlægge forskelle endnu tidligere i livet og hvordan hele tarmmikrobiomet udvikler sig i denne periode af livet, hvor det har den største betydning for immunforsvaret.
Derudover sammenholder forskerne fundene fra deres studier med blandt andet udvikling af astma og andre sygdomme hos børnene for at se, hvordan viromet har betydning for helbredet gennem barndommen og ind i voksenlivet.
"Når vi nu ved, at en stor del af modningen af immunforsvaret sker i denne periode, er det også vigtigt at vide, hvordan det samfund af virus, som er med til at modne immunforsvaret, udvikler sig, og hvad der sker, når det går galt, sammenlignet med når det går godt. Det vil også gøre os klogere på, hvordan vi for eksempel kan gøre noget ved risikoen for at udvikle autoimmune sygdomme," siger Dennis Sandris Nielsen.
