Laboratoriummuizen die de darmbacteriën van wilde muizen krijgen, kunnen een dodelijke griepvirusinfectie overleven en darmkanker dramatisch beter bestrijden dan laboratoriummuizen met hun eigen darmbacteriën, onderzoekers rapporteren 19 oktober in het tijdschrift Cel .

De immunologische voordelen van de darmbacteriën van wilde muizen kunnen, gedeeltelijk, een hardnekkig probleem in ziekteonderzoek verklaren:waarom ziekte-experimenten in laboratoriummuizen, zoals vaccinonderzoeken, bij mensen of andere dieren heel anders uitpakken.

"We denken dat door het herstellen van de natuurlijke 'microbiële identiteit' van laboratoriummuizen, we zullen de modellering van complexe ziekten van vrijlevende zoogdieren verbeteren, waaronder mensen en hun ziekten, " zei Barbara Rehermann, MD, senior auteur van het artikel. Rehermann is hoofd van de afdeling Immunologie, Leverziekten Tak, van het NIH's National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK).

"Door zo anders te zijn, natuurlijke microbiota zal ons helpen om beschermende mechanismen te ontdekken die relevant zijn in de natuurlijke wereld en afwezig zijn in het laboratorium, " zei Stephan Rosshart, MD, eerste auteur van de paper en NIDDK postdoctoraal onderzoeker.

Zoogdieren - inclusief mensen - zijn afhankelijk van hun microbiota, de verzameling micro-organismen die ze in en op hun lichaam huisvesten. Evolutie vormt de microbiota van elk dier, ten gunste van populaties van micro-organismen die het dier helpen om hun omgeving en ziekten die ze tegenkomen te overleven. Maar laboratoriummuizen zijn geen willekeurige huismuizen die uit een veld of kelder worden geplukt.

Laboratoriummuizen worden zorgvuldig gefokt, gevoed, en grootgebracht onder streng gecontroleerde omstandigheden, zodat elke muis voorspelbare eigenschappen en genetica heeft. Dit is een groot voordeel in fundamenteel biologieonderzoek, maar het creëren van die voorspelbaarheid betekent dat een gecontroleerde omgeving, en niet de overlevingsdruk van de buitenwereld, vormden de microbiota van laboratoriummuizen.

"We veronderstelden dat dit zou kunnen verklaren waarom laboratoriummuizen, terwijl het van het grootste belang is voor het begrijpen van fundamentele biologische fenomenen, zijn beperkt in hun voorspellende bruikbaarheid voor het modelleren van complexe ziekten van mensen en andere vrijlevende zoogdieren, ’ zei Rosshart.

Dus, de onderzoekers probeerden laboratoriummuizen terug te geven wat ze verloren hebben:een natuurlijk mede-ontwikkelde darmmicrobiota van wilde muizen. De onderzoekers vingen meer dan 800 wilde muizen op acht locaties in Maryland en het District of Columbia om gezonde, geschikte kandidaten voor een darmmicrobiotadonatie.

Vervolgens testten en vergeleken ze de darmmicrobiomen (collectieve genomen van de darmmicrobiota) van de wilde muizen (Mus musculus domesticus) en een veel voorkomende stam van laboratoriummuizen, genaamd C57BL/6, uit meerdere bronnen. De onderzoekers bevestigden dat C57BL/6-muizen verschillende darmmicrobiomen hadden van wilde muizen.

Onderzoekers introduceerden (geënt) vervolgens de microbiota van wilde muizen bij zwangere, kiemvrije C57BL/6 muizen. Kiemvrije muizen groeien op in een steriele omgeving en hebben geen eigen microbioom. Voor een vergelijking met een controlegroep, de onderzoekers enten ook de microbiota van reguliere C57BL/6-muizen in een aparte groep zwangere, kiemvrije muizen. Vier generaties later, de muizen droegen nog steeds ofwel de wilde microbiomen of de microbiomen van het controlelaboratorium die door hun voormoeders waren doorgegeven.

Bij blootstelling aan een hoge dosis griepvirus, 92 procent van de laboratoriummuizen met wilde microbiomen overleefden, terwijl slechts 17 procent van de laboratoriummuizen en muizen in de controlegroep het overleefde. Bij andere experimenten de laboratoriummuizen met wilde microbiomen hadden betere resultaten bij geïnduceerde colorectale tumoren, terwijl de andere muizen een groter aantal tumoren en een ernstigere ziekte hadden. De gunstige effecten van de wilde microbiota waren in beide modellen geassocieerd met verminderde ontsteking.

De onderzoekers merken op dat er meer werk en evaluatie nodig is voor definitieve resultaten, en ze hopen de methode voor het gebruik van natuurlijke microbiomen in laboratoriummuizen te verbeteren en uit te breiden.

"We zijn van plan om een ​​complete microbiologische vingerafdruk te maken van natuurlijke microbiota en de mogelijke interactie tussen koninkrijken door alle componenten van het microbioom te beschrijven, bijvoorbeeld:virussen en schimmels - parallel en op verschillende lichaamslocaties, ' zei Rehermann.