Vědci AV ČR poprvé prokázali úlohu střevních bakterií v kontrole růstu
19. 02. 2016
Pracovníci Gnotobiologické laboratoře Mikrobiologického ústavu AV ČR v Novém Hrádku ve spolupráci s francouzskými kolegy prokázali, že střevní bakterie jsou nezbytné pro správný růst po narození a přispívají k určení velikosti dospělých jedinců. Tuto spojitost potvrdili díky využití bezmikrobního myšího modelu. „Otevírají se potenciální možnosti využití vybraných bakterií, které mají schopnost podporovat postnatální růst, ke zmírnění škodlivých účinků chronické podvýživy na růst dětí,“ říká Mgr. Martin Schwarzer, Ph.D., z Mikrobiologického ústavu AV ČR. Výsledky publikoval prestižní časopis Science.
Ústřední molekulou regulující růst je inzulínu podobný růstový faktor-1 (IGF-1), jehož produkce a aktivita je částečně řízena střevními bakteriemi. V juvenilní fázi je růst živočichů ovlivněn interakcí mezi příjmem potravy a hormonálními signály. V případě akutní podvýživy dochází u myší po několika dnech k významnému úbytku hmotnosti, na kterém se mimo jiné do značné míry podílí změny ve složení střevních bakterií. Naproti tomu v případě chronické podvýživy dochází k celkovému zpomalení růstu. Komplexní mechanismy růstové retardace zahrnují stav odolnosti (rezistence) k působení růstového hormonu, který je vylučovaný hypofýzou – endokrinní žlázou nacházející se v mozku. Za normálních okolností růstový hormon stimuluje produkci růstových faktorů, jakým je například inzulínu podobný růstový faktor 1 (IGF-1), v játrech a periferních tkáních. Při rezistenci k růstovému hormonu klesá tato produkce IGF-1, což vede k opožděnému vývoji, a jedinec je tak menší a váží méně, než odpovídá jeho věku. Vliv mikroflóry na tento mechanismus nebyl až do dnešního dne známý.
Porovnáním juvenilního růstu standardních myší (těch s normální střevní mikrobiotou) a axenických myší (tzn. bezmikrobních, které nejsou kolonizovány žádnými detekovatelnými živými bakteriemi) za různých nutričních podmínek vědci poprvé prokázali úlohu střevních bakterií v kontrole růstu. Pozorovali, že jak při normální, tak při nutričně chudé stravě bezmikrobní myši nejenže vážily méně, ale byly také menší než odpovídající standardní myši.
U bezmikrobních myší, společně s menší celkovou velikostí, došlo také ke snížení růstových parametrů kostí, jako je jejich délka a síla. Kromě toho bylo prokázáno, že bezmikrobní myši měly nižší množství a aktivitu IGF-1. Nezbytnost IGF-1 pro správný růst prokázali vědci tím, že zablokovali jeho působení u standardních myší, čímž snížili jejich celkovou kinetiku růstu. Naopak, pokud IGF-1 dodali myším bezmikrobním, jejich růst se zrychlil.
Kromě Mikrobiologického ústavu AV ČR v Novém Hrádku na výzkumu pracoval tým francouzských vědců z Ústavu funkční genomiky Lyon (CNRS/ ENS Lyon/ Université Claude Bernard Lyon 1), laboratoře Carmen (Inserm/ INRA/ Université Claude Bernard Lyon 1/ INSA Lyon) a laboratoře BF2I (INRA / INSA Lyon).
Foto: © Vincent Moncorg
Připravily: Mikrobiologický ústav AV ČR a Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Přečtěte si také
- Čelit genderově podmíněnému násilí v akademickém prostředí pomůže nové školení
- Otevřelo se centrum pro nová léčiva. Přináší naději i pacientům s rakovinou
- Identita, vesmír a houby. Koordinátoři Strategie AV21 představili nové programy
- 60 let v atmosféře – Ústav fyziky atmosféry AV ČR slaví jubileum popularizací
- Magnesii Literu získala kniha Louky. Dobrodružství poznávání. Vyšla v Academii
- Věda musí mít podporu, aby přinášela výsledky, zaznělo na Akademickém sněmu
- Hodnocení „šité na míru“: vědecké naděje se seznámily s jeho principy
- Umění spojovat. Tři vědci převzali za svou práci medaile Akademie věd ČR
- Tým z Akademie věd objasnil modrou hádanku a získal Cenu Wernera von Siemense
- Podílel se na přelomovém výzkumu. Nyní archeolog Vitalii Usyk působí v AV ČR
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.