Vi lærer stadig mer om hvor viktig tarmbakteriene er for helsen vår. Men for forskere innen feltet har det ligget en stor hindring i veien: mangelen på en fullstendig oversikt over tarmfloraen hos friske folk.

Nå har norske forskere utviklet en slik database, som har fått navnet HumGut.

Håpet er at den vil gjøre det betydelig enklere å forske på samspillet mellom tarmbakterier og sykdommer i tiden fremover.

En ny verden av muligheter

– Den friske, menneskelige tarmen er nå fullstendig kartlagt. Med denne nye databasen er vi nå forbi oppdagelsesfasen. Vi går inn i en ny verden av muligheter for å utvikle innovative løsninger for diagnostisering og behandling av ulike sykdommer. Vi er sikre på at HumGut vil tilføre betydelig verdi til forskning og utvikling for både industri og akademia, sier Knut Rudi.

Han er professor ved NMBUs fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap, og én av forskerne som har vært med på å utvikle databasen.

Genforskning har de siste årene gitt oss mye kunnskap om det som kalles mikrobiomet i tarmen. Det er sammensetningen av bakterier og andre mikroorganismer som lever der.

Gjennom å analysere bakterienes DNA har forskere avdekket at tarmfloraen er ulik hos friske mennesker og personer med ulike sykdommer.

En artikkel i det vitenskapelige tidsskriftet Nature Communications fra 2020 viser at dette gjelder sykdommer som for eksempel inflammatorisk tarmsykdom, type 2 diabetes, høyt blodtrykk og tykktarmskreft.

Forskjellene kan handle om både ulikt mangfold og sammensetning av bakterier.

Tarmbakterier knyttes til sykdommer

– Det kommer stadig nye studier som knytter bakteriene i tarmen til forskjellige sykdommer, forklarer Pranvera Hiseni, en annen av forskerne som har vært med på å utvikle HumGut.

– For 30 år siden visste vi lite om dette. Jo mer vi forsker, jo bedre ser vi hvor viktig bakteriene er for helsen. Hvis de ikke er i balanse – hvis det blir for mye av noen eller hvis noen ikke er der i det hele tatt – så kan det føre til mange sykdommer, sier hun.

Hiseni skriver doktorgrad ved NMBU mens hun arbeider hos diagnoseselskapet Genetic Analysis. Samarbeidet om doktorgraden er en såkalt nærings-ph.d. Dette er en ordning der en bedrift og et universitet går sammen om et doktorgradsprosjekt.

Ufullstendige databaser

Mangelen på en omfattende oversikt over bakterienes DNA som kan brukes som referansedatabase, har vært en flaskehals i studier av arvematerialet hos mikroorganismer i tarmen.

For å kunne forstå hvordan tarmfloraen til noen med en spesifikk sykdom avviker fra den hos en frisk person, må forskerne vite hvordan bakteriesammensetningen ser ut hos friske mennesker.

Nylig er det gjort flere forsøk på å samle informasjon om tarmbakterienes DNA, men hittil har referansedatabasene vært ufullstendige. De har kun dekket rundt halvparten av DNA-sekvenserte mikroorganismer fra tarmen som har vært hentet ut i vitenskapelige studier.

Har kartlagt de sunne tarmbakteriene

Med HumGut har forskerne nå utviklet en omfattende, global, referansedatabase over arvematerialet til tarmbakteriene hos friske mennesker.

Målet var å skaffe en oversikt over de mest utbredte, sunne bakteriene som lever i tarmen.

HumGut ble bygget gjennom å sammenligne allerede offentlig tilgjengelig informasjon om arvematerialet til nesten en halv million bakterier, med informasjon om mikrobiomet i tarmen til 3500 friske mennesker over hele verden.

Forskerne valgte ut bakterie-DNA som matchet DNA fra bakterieprøvene fra tarmen til de friske menneskene.

– I løpet av 2019 ble det publisert flere samlinger bestående av hundretusenvis bakterie-genomer sammensatt fra tarmprøver. Ved bruk av nye såkalte MinHash-algoritmer har vi nå klart å sammenligne disse med over hundre milliarder basepar fra tarmsystemet og rangert hva som forekommer oftest hos friske mennesker, forteller Lars Snipen, førsteamanuensis ved NMBU og del av HumGut-teamet.

Den nye databasen er på omtrent samme størrelse som andre referansedatabaser som ble brukt tidligere, men har vist seg å være mye mer nøyaktig.

– Nøyaktig klassifisering av mikrobiotaen i tarmen er avgjørende for å utvikle metoder for målrettet diagnostisering og behandling. Med en nøyaktighet på 95 prosent har HumGut nådd milepælen for å kunne fungere som referansedatabase i denne utviklingen, sier Knut Rudi.

Tarmbakterier og inflammatorisk tarmsykdom

Ved hjelp av HumGut kunne forskerne også kartlegge mikrobiomet i tarmen hos mennesker med inflammatorisk tarmsykdom (IBD).

Dette tyder på at databasen kan være nyttig også for å kartlegge andre mikrober enn dem som ble brukt for å bygge databasen.

HumGut vil kunne hjelpe forskere med å identifisere de aller fleste tarmmikrobene i studier over hele verden. Forskerne ser for seg at den skal kunne brukes til metastudier av menneskets tarm for å avdekke ny kunnskap om forholdet mellom mikrobiota og sykdommer.

Metastudier betyr at forskerne tar i bruk statistiske metoder for å legge sammen resultatene fra en rekke uavhengige studier av samme problemstilling.

Databasen vil bli gjort offentlig tilgjengelig for alle typer forskning innen tarmmikrobiomets økosystem.

Referanser:

Pranvera Hiseni mfl.: HumGut: a comprehensive human gut prokaryotic genomes collection filtered by metagenome data. Microbiome, 2021. Doi.org/10.1186/s40168-021-01114-w

Ohad Manor mfl.: Health and disease markers correlate with gut microbiome composition across thousands of people. Nat Commun., 2020. Doi.org/10.1038/s41467-020-18871-1

Artikkelen er produsert og finansiert av NMBU Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

NMBU er én av 77 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse sakene fra NMBU:

• 

  Nobelprisvinner: – Barn bør lære kjemi fra førsteklasse

• 

  Pass deg for fullmånen: Patte­dyr i tropiske skoger unngår lyset

• 

  Gruvedrift i Kongo fører til stor avskoging

• 

  Norske forskere har oppdaget noe helt nytt om bakterier og klimagasser

• 

  Forskere har utviklet en ny type Manchego-inspirert geitost

• 

  Spesialtilpasset fôr ga mindre utslipp i oppdrettsanlegg

Les flere saker fra NMBU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER