![Zahlavi](/export/sites/avcr.cz/.content/galerie-obrazku/aktuality/2023/shutterstock_2161216273.jpg_1987258066.jpg)
Naděje pro podvyživené děti: růstu pomáhají bakterie mléčného kvašení
24. 02. 2023
Obrázky, které už mnohokrát obletěly svět: humanitární pracovníci měří v chudých oblastech Afriky či Asie tenké ručky tamních dětí pomocí pásků a zjišťují míru podvýživy. Děti jsou vyhublé na kost, mají nafouklá bříška a hlavičky bez vlasů. I jim by v budoucnu mohl pomoci nový objev mezinárodního týmu vědců, jehož součástí jsou i pracovníci z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Zjistili totiž, že specifický bakteriální kmen Lactiplantibacillus plantarum WJL dokáže při každodenním podávání zlepšit růst podvyživených zvířat a doufají, že by stejně mohl působit i u lidí.
Podle údajů dětského fondu UNICEF je téměř čtvrtina dětí do věku pěti let růstově zakrslá z důvodu nedostatku kvalitní stravy. Následky chronické podvýživy by v budoucnu mohl pomoci zmírnit nový objev publikovaný v prestižním časopise Science. Na výzkumu pracovali vědci z gnotobiologické laboratoře Mikrobiologického ústavu AV ČR v Novém Hrádku společně s výzkumníky z IGFL (Institut funkční genomiky v Lyonu) a s kolegy z Ústavu molekulární genetiky AV ČR.
Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR už v roce 2016 publikovali studii, ve které uvádějí, že bakterie Lactiplantibacillus plantarum (kmen LpWJL), která je schopná podporovat růst u podvyživených zakrslých larev mouchy octomilky, má rovněž příznivé účinky na růst mláďat podvyživených myší.
„Přestože byl náš článek přelomový, ukazoval schopnost bakterie LpWJL podporovat růst ‚jen‘ u monoxenických myší – tedy myší, které měly ve střevech pouze tuto jednu bakterii. Nevěděli jsme, zda a jak bude podávání bakterie ovlivňovat růst běžných, konvenčně chovaných myší, které už svůj vlastní střevní mikrobiom mají,“ vysvětluje Martin Schwarzer z Mikrobiologického ústavu AV ČR.
Martin Schwarzer pracuje v gnotobiologické laboratoři v Novém Hrádku, která se specializuje na chov a výzkum bezmikrobních myší. (CC)
K tomu, aby savci rostli a přibírali na váze, nastupuje po jejich narození „do práce“ růstový hormon, který dává pokyn játrům a periferním tkáním k produkci inzulinu podobného růstovému faktoru-1 (IGF-1), který pak podporuje orgánový a systémový růst. Výživa je pro růst rozhodující a chronická podvýživa navozuje stav, kdy růstový hormon nereaguje, což se pak projevuje nízkou hladinou cirkulujícího IGF-1 a vede k zakrslosti. Nedávné studie prokázaly, že nejen živiny, ale také složky střevního mikrobiomu mohou mít rozhodující význam pro utváření dynamiky růstu hostitelského organismu.
Bakterie pomáhají růst i „normálním“ myším
Vědci vytvořili nový preklinický model zakrslosti, kterou vyvolali pomocí chronické podvýživy u běžných myší. Myši vystavené dietě s nízkým obsahem proteinů a tuků byly v dospělosti menší a lehčí, měly nižší hladiny cirkulujícího IGF-1 a nižší množství dělících se epiteliálních kmenových buněk v kryptách tenkého střeva.
„Na tomto modelu ukazujeme, že podávání bakterie LpWJL zlepšuje postnatální růst podvyživených konvenčních zvířat tím, že vyvolává metabolické a hormonální změny v mladém rostoucím hostiteli. Ty se projeví zvýšením cirkulujících hladin a aktivitou IGF-1 a inzulinu,“ vysvětluje další člen laboratoře gnotobiologie Umesh Kumar Gautam.
Překvapující bylo pro vědce zjištění, že není třeba podávat celou a živou bakterii. Ke stimulaci růstu zvířat navzdory chronické podvýživě stačilo podávání pouhé buněčné stěny izolované z bakterie. Výsledky dále ukazují, že pro pozorované pozitivní účinky po podání LpWJL je nezbytný vnitrobuněčný receptor NOD2 střevních epiteliálních buněk.
Odhaduje se, že podvýživou trpí až 150 milionů dětí mladších pěti let.
Zjištění mezinárodního týmu expertů prohlubuje znalosti o vztahu mezi bakteriemi a podvýživou a naznačuje, že ve spojení s renutricí mají buněčné stěny bakterií a receptor NOD2 důležitý potenciál, který může zmírnit následky chronické dětské podvýživy. „Naše výsledky naznačují, že kdybychom doplnili v relevantních preklinických modelech ověřená probiotika nebo další definovaná postbiotika a spojili je se stávajícími renutričními strategiemi, můžeme potenciálně zmírnit přetrvávající růstový deficit,“ uzavírá Martin Schwarzer.
O gnotobiologické laboratoři v Novém Hrádku si můžete přečíst v článku Bezmikrobní zvířata pomáhají vědě, který jsme otiskli v časopise A / Věda a výzkum číslo 2/2019.
Kompletní tisková zpráva je k dispozici na webových stránkách Akademie věd ČR.
Text: Markéta Wernerová, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR, s využitím tiskové zprávy Akademie věd ČR
Foto: Shutterstock; Jana Plavec, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Text a fotografie označené CC jsou uvolněny pod svobodnou licencí Creative Commons.
Přečtěte si také
- Čirok produkuje unikátní pyl. Může být cestou k pěstování odolnějších plodin
- Jak opravit míchu: Kristýna Kárová zkoumá možnosti obnovy nervových buněk
- Prodělali jste černý kašel? Přihlaste se do unikátní studie českých odborníků
- Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
- I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
- Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA
- Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
- Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor
- Ječmen „live“: Češi jako první na světě umí živě sledovat dělení jeho buněk
- Ohrožená ňadra: vědci popsali rizikové varianty genu způsobujícího karcinom prsu
Biologie a lékařské vědy
Vědecká pracoviště
- Biofyzikální ústav AV ČR
Biotechnologický ústav AV ČR
Fyziologický ústav AV ČR
Mikrobiologický ústav AV ČR
Ústav experimentální botaniky AV ČR
Ústav experimentální medicíny AV ČR
Ústav molekulární genetiky AV ČR
Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR
Cílem výzkumu je poznávání procesů v živých organismech, a to na úrovni molekul, buněk i organismů. Biofyzikální výzkum se zabývá studiem vztahu DNA – protein a vlivu faktorů životního prostředí na organismy. V oblasti molekulární genetiky a buněčné biologie jsou studovány zejména signální cesty pro spouštění reakcí a odezvy cílových genů na tyto signály; zvláštní pozornost je věnována studiu buněčných mechanismů imunitních odpovědí. Sledovány jsou rovněž genomy mikroorganismů a procesy směřující k moderním technologiím přípravy látek s definovanými biologickými účinky. V oblasti fyziologie a patofyziologie savců a člověka je výzkum zaměřen na kardiovaskulární fyziologii, neurovědy, fyziologii reprodukce a embryologii s cílem vytvořit teoretické základy preventivní medicíny. V oblasti experimentální botaniky se výzkum věnuje genetice, fyziologii a patofyziologii rostlin a moderní rostlinné biotechnologii. Sekce zahrnuje 8 vědeckých ústavů s přibližně 1930 zaměstnanci, z nichž je asi 690 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.