Vi blir vad vi föds med bakteriers roll vid hälsa och sjukdom Lars Engstrand, Karolinska Institutet & Science for Life Laboratory
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; ~10 000 stammar ( the microbiome ) De flesta (ca 80%) har inte kunnat odlas fram på vanligt sätt
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
Bakteriernas mängd och fördelning i mag- tarmkanalen M. Lindberg, avhandling 2010
Utvecklingen av bakteriefloran Born sterile 2 years Fac. Anaerobes Streptococci Coliforms Enterococci LAB Established community J Dicksved 2008 Ob. Anaerobes Bacteroides Clostridium
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
Hur vi undersöker desa komplexa ekologiska system Microbiomics Proteomics Feces Cloning & sequencing Metabolomics Next generapon sequencing, NGS Metagenomics
Svenska DNA- kartläggningsprojekt Gbp 10 1 0.1 0.01 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)
KraWfulla teknikplaxormar för storskalig sekvensering
16S rrna- baserad mikrobiell typning Finns hos alla bakterier. Överförs inte mellan bakterier Innehåller konserverade och variabla regioner http://www.rna.icmb.utexas.edu
Analys av bakteriefloran Målstruktur = 16S rrna http://www.rna.icmb.utexas.edu
> 1 000 000 bakteriella 16S sekvenser
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 1 000 000 rdna seq sequencing CGTA Operational taxonomic unit (OTU), 5% A Andersson 2008
Visualisering av bakteriefloran Rothia Actinobacteria Prevotella Bacteriodetes Streptococcus Gemella Firmicutes Veillonella Fusobacteria Neisseria Unclassified Pasturelleae Proteobacteria Unclassified Xantomonaceae
kanalen studeras?
Sterilt i magsäcken!?
Vad händer om man rubbar miljön? A Andersson et al PlosOne 2008
AnPbioPkas effekt på den normala bakteriefloran
AnPbioPkas effekt på den normala bakteriefloran Clostridium unclassified Firmicutes Vagococcus Klebsiella
Rubbad vaginal bakterieflora (bakteriell vaginos) Ms in preparation
Preliminary twin results Mångfald och inflammatorisk tarmsjukdom Healthy Healthy pair Discordant pair CD Concordant pair
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 090407
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
NEC Nekrotiserande enterokolit drabbar ffa extremt prematura barn
Extremt låga mått på mångfald
Prematur Mamma - Bröstmjölk Fecal sample Fecal sample mother Breast milk
Mångfald Prematur bröstmjölk - mamma
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?
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
Bakteriesammansättningen och ålder Dominguez- Bello MG et. al., Gastroenterology. 2011,140(6):1713-9. Review
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
Sverige ett paradis för epidemiologer Storskaliga prospektiva studier PopulaPons- baserade studier Födelsenummer randomisering (slumpmässig) Gastro - och colonoskopi (insamling av blod, serum vävnad och faeces)
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 264 61 325 >=5 years 999k 234 63 297
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
1300 Pllfrågades 1000 sa ja!
The gut microbiome of Ötzi the Tyrolean iceman Lars Engstrand MD Karolinska Institute Stockholm Sweden
3300 b.c. 20 000 b.c. 2600 b.c. 1400 b.c.
Antibiotics resistance encoding sequences
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?
hsp://www.smithsonianchannel.com/site/sn/ show.do?show=3379126