"Každý jedinec hostí ve svém střevě unikátní komplexní směs bakterií. Vědci ji dokážou pomocí sekvenování rozklíčovat a případné změny v zastoupení bakterií spojit se změnami ve fungování organismu nebo s rozvojem nemocí. Studie jsou ale často jen popisné a nedokážou odhalit samotný dopad bakterií na chod organismu," uvedla spoluautorka výzkumu Tereza Novotná z Mikrobiologického ústavu AV.
Jedním z přístupů, jak zkoumat vliv střevní mikroflóry je využití bezmikrobních modelů - zvířat, která nemají ve střevech žádné živé bakterie. Přesně definovaná směs vybraných bakterií se jim tak do trávicí trubice teprve nasadí a poté detailně kontroluje.
Tým nyní vyvinul druh myši zvaný "GnotoMice15" (GM15). Jde o laboratorní myš s miniaturní umělou střevní mikrobiotou z 15 bakteriálních kmenů izolovaných ze střeva běžné laboratorní myši. Tyto kmeny lze podle vědců kultivovat a sledovat - reprezentují sedm z 20 dominantních bakteriálních rodin myších střevních mikroorganismů. Mají plně rozluštěný genom i podrobně popsané funkce, které jsou v něm zakódovány. Odborníci díky tomu sledují přenos na potomstvo a hlavně detailně kontrolují a manipulují se složením bakterií.
"Použitá mikrobiota je odolná i vůči malým změnám ve výživě myší souvisejících s různými chovatelskými postupy. Navzdory své jednoduchosti navíc dokáže nahradit i funkce složitějších střevních bakterií tím, že účinně obnovuje celou řadu biologických procesů, které jsou u jedinců bez střevní mikrobioty narušeny," vysvětlil další spoluautor Martin Schwarzer.
Tým porovnal výsledky nového modelu s dřívějšími a jednoduššími modely. Podle AV se ukázalo, že u této myši je možný účinný přenos mezi různými pokusnými chovy. Model tak umožňuje předklinické studie zaměřené na zkoumání základních mechanismů a souvislostí mezi biologií střevních mikroorganismů a jejich působení na hostitele.
"V praxi by to mohlo znamenat, že laboratoř například v Anglii a laboratoř v České republice si objednají myší linii, která bude standardizovaná jak geneticky, co se myši týče, tak i z hlediska mikrobiomu. V konečném důsledku by to vedlo k lepší reprodukovatelnosti výsledků mezi laboratořemi a také k menšímu množství použitých zvířat," sdělil Schwarzer.
Příprava směsi, která napodobuje fungování komplexních střevních mikroorganismů, specialistům umožní sledovat změny v počtech bakterií přímo v laboratoři a mnohem jednodušeji. Přirovnávají ji ke stavebnici. "Máme k dispozici hromadu různých dílků - jednotlivé střevní bakterie - a z nich vybíráme a skládáme dohromady model - střevní mikrobiom. O každém dílku přitom víme, co je zač. Když je přidáme do modelu, vidíme, jak funguje s ostatními kostičkami, tedy jestli je důležitý pro nějakou výslednou funkci, nebo naopak není. Kostičky přitom můžeme obměňovat přidávat nebo ubírat a přitom sledovat, jak výsledný model na hostitele působí," popsal výhody metody Schwarzer.
Vědci z Mikrobiologického ústavu AV na projektu spolupracovali s francouzskými kolegy z francouzského Ústavu funkční genomiky a Technologického výzkumného ústavu BioAster v Lyonu.