Vi blir vad vi föds med bakteriers roll vid hälsa och sjukdom. Lars Engstrand, Karolinska Institutet & Science for Life Laboratory

Transkript

1 Vi blir vad vi föds med bakteriers roll vid hälsa och sjukdom Lars Engstrand, Karolinska Institutet & Science for Life Laboratory

2 Mag-tarmkanalen: Ett av de mest tätbefolkade ekosystemen på jorden 100 trillioner celler (10 x antalet mänskliga celler vikt ca 2 kg - 3,000,000 gener - 4 dominanta phyla; ~1000 species; ~ stammar ( the microbiome ) De flesta (ca 80%) har inte kunnat odlas fram på vanligt sätt

3 Bakteriernas betydelse Utveckla Immunsystemet Nutrition Balansera de skadliga bakterierna Har en potentiell roll vid: Allergi utveckling Inflammatorisk tarmsjukdom Övervikt Sprida resistensgener För att nämna några Bäckhed, Science 2006

4 Bakteriernas mängd och fördelning i mag- tarmkanalen M. Lindberg, avhandling 2010

5 Utvecklingen av bakteriefloran Born sterile 2 years Fac. Anaerobes Streptococci Coliforms Enterococci LAB Established community J Dicksved 2008 Ob. Anaerobes Bacteroides Clostridium

6 Faktorer som påverkar den normala bakteriefloran Born sterile 2 years ANTIBIOTICS Birth inoculum Host genotype Host lifestyle Diet Geographical origin Env. exposures Unknown J Dicksved 2008

7 Hur vi undersöker desa komplexa ekologiska system Microbiomics Proteomics Feces Cloning & sequencing Metabolomics Next generapon sequencing, NGS Metagenomics

8 Svenska DNA- kartläggningsprojekt Gbp Skin fungus (8 Mbp) Surire!a" Diatom (100 Mb) C. Tentans (insect) (150 Mbp) Barnacle Balanus improvisus Herring (1 Gbp) Human (3 Gbp) Spruce (20 Gbp)

9 KraWfulla teknikplaxormar för storskalig sekvensering

10 16S rrna- baserad mikrobiell typning Finns hos alla bakterier. Överförs inte mellan bakterier Innehåller konserverade och variabla regioner

11 Analys av bakteriefloran Målstruktur = 16S rrna

12 > bakteriella 16S sekvenser

13 Barkodad 16S rrna gen sekvensering B Conserved 16S rrna gene Variable Conserved Sample specific sequence tag A PCR of heterogenous 16S population of sample flora 90 barcodes In total 180 samples PCR PCR PCR PCR Barcode: CGAT CATG CTGA CGTA BLAST RDP db rdna seq sequencing CGTA Operational taxonomic unit (OTU), 5% A Andersson 2008

14 Visualisering av bakteriefloran Rothia Actinobacteria Prevotella Bacteriodetes Streptococcus Gemella Firmicutes Veillonella Fusobacteria Neisseria Unclassified Pasturelleae Proteobacteria Unclassified Xantomonaceae

15 kanalen studeras?

16 Sterilt i magsäcken!?

17 Vad händer om man rubbar miljön? A Andersson et al PlosOne 2008

18 AnPbioPkas effekt på den normala bakteriefloran

19 AnPbioPkas effekt på den normala bakteriefloran Clostridium unclassified Firmicutes Vagococcus Klebsiella

20 Rubbad vaginal bakterieflora (bakteriell vaginos) Ms in preparation

21 Preliminary twin results Mångfald och inflammatorisk tarmsjukdom Healthy Healthy pair Discordant pair CD Concordant pair

22 Faktorer som påverkar hur mikrofloran etableras under nyföddhetsperioden och upp till två års ålder Förlossningssätt Mammans bakterieflora Antibiotikabeh. Diet Familjestruktur Bröst mjölk/flaska Hedvig Jakobsson

23 Diversitet (mångfald) över Pden hos barn och mammor Shannon diversity index 1 wk 1 mo 3 mo 6 mo 12 mo 24 mo Mothers 1 wk 1 mo 3 mo 6 mo 12 mo 24 mo Mother

24 NEC Nekrotiserande enterokolit drabbar ffa extremt prematura barn

25 Extremt låga mått på mångfald

26 Prematur Mamma - Bröstmjölk Fecal sample Fecal sample mother Breast milk

27 Mångfald Prematur bröstmjölk - mamma

28 Mångfald skyddar AnPbioPka minskar mångfalden AnPbioPka används vid NEC AnPbioPka används vid tarmficksinflammapon och blindtarmsinflammapon Är det räs behandling as rubba bakteriefloran och minska mångfalden?

29 Tidig etablering av en väl balanserad bakterieflora påverkar oss troligen även på lång sikt 2 years Fac. Anaerobes Streptococci Coliforms Enterococci LAB Established community Ob. Anaerobes Bacteroides Clostridium

30 Bakteriesammansättningen och ålder Dominguez- Bello MG et. al., Gastroenterology. 2011,140(6): Review

31 Faktorer som påverkar den normala bakteriefloran men vad är en normal flora? Born sterile 2 years ANTIBIOTICS Birth inoculum Host genotype Host lifestyle Diet Geographical origin Env. exposures Unknown J Dicksved 2008

32 Sverige ett paradis för epidemiologer Storskaliga prospektiva studier PopulaPons- baserade studier Födelsenummer randomisering (slumpmässig) Gastro - och colonoskopi (insamling av blod, serum vävnad och faeces)

33 A biopsy cohort for studying H. pylori genomics in the development of gastric cancer Start year of computerized FFPE databases Follow-up duration Expected cancer cases by 2010 Personyears Noncardia Cardia Total <5 years 1,761k >=5 years 999k

34 Studiedesign BIOPSY COHORT non- malignant biopsies 5 ys Date of first biopsy Start of follow up Time Linked by NRN to End of follow- up NaPonal Cancer Register Sequencing on original biopsies Sequencing on original biopsies Case papents Control pats. Adapted from Olof Nyrén

35 1300 Pllfrågades 1000 sa ja!

36 The gut microbiome of Ötzi the Tyrolean iceman Lars Engstrand MD Karolinska Institute Stockholm Sweden

37 3300 b.c b.c b.c b.c.

38

39 Antibiotics resistance encoding sequences

40 Var rädd om din bakterieflora Använd inte antibiotika i onödan En rubbad tarmflora kan återställas igen Probiotikas roll Kan vi ge kejsarsnittade barn rätt bakterieflora?

41 hsp:// show.do?show=