Sairaalabakteeri ei tartu terveisiin vastasyntyneisiin vauvoihin
Tulokset saatiin uudella tutkimusmenetelmällä, jossa bakteerien kilpajuoksua vastasyntyneen suolistossa tutkittiin geenitasolla. Bakteerien alatyyppien tunnistaminen kumosi aiempia oletuksia Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ja Enterococcus faecalis -bakteereista.
Helsingin yliopiston professori Jukka Coranderinja professori Antti Honkelan johtamassa tutkimuksessa käytettiin Englannissa kerättyä aineistoa. Tulokset on julkaistu Nature Communications -tiedelehdessä [https://www.nature.com/articles/s41467-022-35178-5].
Artikkelin pääkirjoittaja, tutkijatohtori Tommi Mäklin Helsingin yliopistosta on väitöstyössään kehittänyt uuden laskennallisen menetelmän, jonka avulla suolistossa elävien bakteerien lyhyistä DNA-fragmenteista voidaan nopeasti koota tarkka kuvaus niiden genomeista, jopa yksittäisten bakteerilajien geneettisten alatyyppien tasolla. Tämän korkearesoluutiometagenomiikan avulla pystyttiin tunnistamaan bakteerilajien alatyyppejä, jotka eroavat ominaisuuksiltaan merkittävästi toisistaan esimerkiksi taudinaiheutuskyvyn ja antibioottiresistenssin suhteen. Aiemmissa tutkimuksissa vastaava mikrobiomin kuvaus on jäänyt lajitasolle.
Näin tutkimus tehtiin
Tutkimuksessa vastasyntyneet oli jaettu synnytystavan mukaan kahteen ryhmään: noin puolet vauvoista oli syntynyt normaalisti alateitse ja loput keisarinleikkauksella. Kummastakin ryhmästä kerättiin toistuvasti ulostenäyte ja näytteistä eristettiin bakteerien DNA kattavaa sekvensointia varten. Samasta aineistoista aikaisemmin julkaistussa Sanger-Instituutin tutkimuksessa nähtiin merkittävä ero mikrobiomin koostumuksessa alateitse syntyneiden ja keisarinleikkausvauvojen välillä. Keisarinleikkauksella syntyneiden vauvojen mikrobisto oli lajistoltaan selkeästi köyhempi ensimmäisten elinviikkojen aikana ja siitä puuttui useita bakteerilajeja, jotka tyypillisesti yhdistetään terveeseen suolistomikrobistoon.
Aiempi analyysi jätti kuitenkin avoimeksi useita keskeisiä kysymyksiä, kuten mitkä bakteerilajien alatyypit olivat kolonisoineet vastasyntyneiden suoliston, ja oliko suolistossa useiden saman lajin alatyyppien muodostama heterogeeninen populaatio vai päätyikö kilpajuoksun voittanut alatyyppi dominoimaan suolistoa.
Tämän kolonisaatioprosessin tarkempaa kuvausta varten Coranderin ja Honkelan johtamat tutkijat kartoittivat vakavia infektioita aiheuttamaan kykenevien suolistobakteerilajien osalta kaikkien tunnettujen alatyyppien esiintyvyyden vauvoilla.
Keisarinleikkaus ei lisännyt sairaalabakteerin riskiä
Tutkimuksessa erityisen kiinnostuksen kohteena olivat Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ja Enterococcus faecalis -bakteerit, jotka kuuluvat terveeseen suolistomikrobistoon, mutta joista tunnetaan myös maailmanlaajuisesti levinneitä sairaaloihin sopeutuneita alatyyppejä, joita kutsutaan sairaalabakteereiksi. Nämä bakteerit ovat erityisen vaarallisia riskiryhmiin kuuluville potilaille, joiden immuunipuolustusjärjestelmä on merkittävästi heikentynyt tai joiden suolistomikrobisto on epätavallisessa tilassa. Siksi olikin syytä pelätä, että erityisesti keisarinleikkauksella syntyneet vauvat olisivat alttiita sairaalabakteerien kolonisaatiolle, koska he eivät saa välitöntä suojaa äidiltä alateitse tapahtuvassa synnytyksessä siirtyvästä mikrobistosta.
Osoittautui kuitenkin, etteivät sairaaloihin erikoistuneet alatyypit olleet päässeet kolonisoimaan vauvoja lainkaan, eikä niitä havaittu edes keisarinleikkauksella syntyneissä vauvoissa köyhemmästä mikrobiomista huolimatta. Ryhmien välillä ei myöskään havaittu merkittävää eroa antibioottiresistenttien bakteerien määrässä.
– Oli erityisen ilahduttava uutinen, etteivät sairaalabakteerit kyenneet asettumaan taloksi keisarinleikkauksella syntyneihin vauvoihin, koska nämä bakteerit lisäävät merkittävästi vaikeasti hoidettavien infektioiden riskiä. Vedimme tästä sen johtopäätöksen, että terveet vastasyntyneet, joita ei hoideta antibiooteilla välttävät yleisesti ottaen hyvin nämä mikrobit, sanoo Jukka Corander.
Kamppailu suolistoherruudesta
Korkearesoluutiometagenomiikka antoi myös vastauksen useisiin tärkeisiin bakteerien kolonisaatioon ja kilpailuun liittyviin kysymyksiin, jotka ovat olleet avoinna jo vuosikymmenien ajan. Infektioista löydettävien bakteerien ominaisuuksia on vuosien ajan tutkittu, mutta tähän mennessä ei ole tiedetty miten kyvykkäitä eri alatyypit yleisesti ottaen ovat kamppailussa terveiden ihmisten suoliston asuttamiseksi.
Nyt julkaistussa tutkimuksessa voitiin ensimmäistä kertaa suoraan vertailla populaatiotasolla kolonisaation ja infektioiden yleisyyden eroja geneettisten alatyyppien välillä.
Vertailemalla tutkituilla vauvoilla esiintyviä E. coli -bakteerien alatyyppejä professori Coranderin johtamassa aiemmin julkaistussa tutkimuksessa Norjasta kerättyjen verenmyrkytysnäytteitten alatyyppeihin saatiin laskettua keskeinen epidemiologinen suure eli suhteellinen riski, joka kertoo alatyyppien kyvykkyydestä aiheuttaa infektio.
Verenmyrkytysaineistot yhdistettynä vauvojen kolonisaatioon paljastivat kolme erityistä E. coli -bakteerin alatyyppiä, joihin kuhunkin liittyy merkittävästi korkeampi infektioriski.
Tutkimuksen uniikki tarkkuus paljasti myös, että se E. coli -bakteerikanta, joka pääsi ensimmäisenä vastasyntyneen suolistoon sai selkeän etulyöntiasetelman muihin verrattuna ja kykeni estämään muiden kantojen kolonisaation ensimmäisten elinviikkojen aikana. Vastasyntyneiltä löytyi lähes poikkeuksetta vain yksi ja sama alatyyppi tänä ajanjaksona siitä huolimatta, että eri yksilöiden välillä vertailtuna alatyyppien kirjo oli varsin laaja. Vastaava ilmiö havaittiin myös muiden tutkittujen bakteerilajien kohdalla. Tämä tulos on todiste alatyyppien välisestä vahvasta kamppailusta suoliston ”herruuden” saavuttamisessa, sillä ilman kilpailua resursseista suolistossa asustaisi useita alatyyppejä yhtä aikaa.
– Oli palkitsevaa vastata kysymyksiin, joita tutkijayhteisössä on pyritty tarkastelemaan vuosikymmenien ajan. Tutkimuksemme on esimerkki uudesta menetelmällisestä konseptista, joka toimii loistavasti metagenomiikan tarkkuuden syventämisessä. Sen voidaankin odottaa tulevan laajaan käyttöön vastaavissa tulevaisuuden tutkimuksissa, joissa pyritään selvittämään yhä tarkemmin geneettisten tekijöiden merkitystä sekä kolonisaatiokyvyn, että infektioiden aiheuttamisessa, sanoo Tommi Mäklin.
Alkuperäinen artikkeli: Mäklin, T., Thorpe, H.A., Pöntinen, A.K. et al. (2022) Strong pathogen competition in neonatal gut colonisation. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-022-35178-5
Yhteistyökumppanit ja rahoittajat:
Tutkimus oli tehty yhteistyössä The Wellcome Sanger -instituutin ja Oslon yliopiston kanssa ja sitä rahoittivat Suomen Akatemia, Suomen tekoälykeskus, Norjan tutkimusneuvosto, Wellcome-säätiö sekä Trond Mohn -säätiö.
Lisätietoa: Tutkijatohtori Tommi Mäklin, Helsingin yliopisto, +44 7770097868, tommi.maklin@helsinki.fi
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Helsingin yliopiston mediapalvelu
Puh:02941 22622mediapalvelu@helsinki.fiRiitta-Leena InkiViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 448 5770riitta-leena.inki@helsinki.fiLinkit
Tietoja julkaisijasta
PL 3
00014 Helsingin yliopisto
02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/fi/yliopisto
Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen yhteisö, joka tuottaa tieteen voimalla kestävää tulevaisuutta koko maailman parhaaksi. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa Helsingin yliopisto sijoittuu maailman parhaan yhden prosentin joukkoon. Monitieteinen yliopisto toimii neljällä kampuksella Helsingissä sekä Lahden, Mikkelin ja Seinäjoen yliopistokeskuksissa. Lisäksi sillä on kuusi tutkimusasemaa eri puolilla Suomea ja yksi Keniassa. Yliopisto on perustettu vuonna 1640.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto oli hakijoiden ykköstoive yhteishaussa28.3.2024 11:38:03 EET | Tiedote
Hakijoita kandi- ja maisteriohjelmiin oli yli 31 000. Ensisijaisten hakijoiden määrän perusteella Helsingin yliopisto oli Suomen suosituin yliopisto. Tutut alat – oikeustiede, lääketiede ja psykologia – olivat jälleen Helsingin yliopiston suosituimpia hakukohteita.
Modernin ajan suurinta aurinkomyrskyä jäljitettiin Lapin puiden vuosirenkaista28.3.2024 09:34:22 EET | Tiedote
Helsingin yliopiston johtama tutkimusryhmä pystyi mittaamaan vuoden 1859 Carringtonin aurinkomyrskyn jälkeisen piikin Lapin puiden radiohiilipitoisuuksista. Jäljitys auttaa varautumaan vaarallisiin aurinkomyrskyihin.
KUTSU MEDIALLE 10.4; Mistä europarlamenttivaaleissa puhutaan, tutkijoiden ajankohtaisimmat asiat esillä27.3.2024 14:05:26 EET | Kutsu
Kesäkuun Euroopan parlamentin vaalit käydään entistä kireämmässä maailmanpoliittisessa tilanteessa. Mikä merkitys EU-vaaleilla on Euroopan ja Suomen suunnalle? Millaisessa poliittisessa tilanteessa EU-vaaleihin lähdetään? Entä millaisia valtakamppailuja Euroopan parlamentin sisällä käydään?
Tutkijat selvittivät, miten musiikki katoaa aivoista27.3.2024 12:00:00 EET | Tiedote
Sävelkuurolta ihmiseltä puuttuu kyky tunnistaa melodioita. Tuore tutkimus onnistui paikantamaan sävelkuurouden eli amusian todennäköisen alkuperän aivoissa. Ilmiön jäljille päästiin tutkimalla tapauksia, joissa aivoinfarkti oli aiheuttanut amusian.
Plastiikkakirurgian professori Virve Koljoselle J. V. Snellman -palkinto26.3.2024 18:00:00 EET | Tiedote
Helsingin yliopisto on myöntänyt J. V. Snellmanin nimeä kantavan tiedonjulkistamispalkinnon vuonna 2024 professori Virve Koljoselle. Koljonen viestii erikoisalastaan plastiikkakirurgiasta aktiivisesti ja yleistajuisesti sosiaalisessa mediassa ja on tavoittanut laajasti niin ammattilaisia kuin suurta yleisöä.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme