Laboratoriemöss som får tarmbakterier från vilda möss kan överleva en dödlig influensavirusinfektion och bekämpa kolorektal cancer dramatiskt bättre än laboratoriemöss med sina egna tarmbakterier, forskare rapporterar 19 oktober i tidskriften Cell .

De immunologiska fördelarna med de vilda mössens tarmbakterier kan, till viss del, förklara ett ihållande problem inom sjukdomsforskning:Varför sjukdomsexperiment i labbmöss, som vaccinstudier, visar sig mycket annorlunda hos människor eller andra djur.

"Vi tror att genom att återställa den naturliga "mikrobiella identiteten" hos laboratoriemöss, vi kommer att förbättra modelleringen av komplexa sjukdomar hos fritt levande däggdjur, som inkluderar människor och deras sjukdomar, sade Barbara Rehermann, M.D., senior författare av tidningen. Rehermann är chef för immunologisektionen, Leversjukdomsgren, av NIH:s National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK).

"Genom att vara så annorlunda, naturlig mikrobiota kommer att hjälpa oss att upptäcka skyddsmekanismer som är relevanta i den naturliga världen och som saknas i laboratoriet, sade Stephan Rosshart, M.D., uppsatsens första författare och NIDDK postdoktor.

Däggdjur – inklusive människor – är beroende av sin mikrobiota, samlingen av mikroorganismer som de är värd i och på sina kroppar. Evolution formar varje djurs mikrobiota, gynnar populationer av mikroorganismer som hjälper djuret att överleva sin miljö och sjukdomar de stöter på. Men laboratoriemöss är inte slumpmässiga husmöss som plockas från en åker eller källare.

Laboratoriemöss är noggrant uppfödda, matas, och föds upp under hårt kontrollerade förhållanden så att varje mus har förutsägbara egenskaper och genetik. Detta är en stor fördel i grundläggande biologisk forskning, men att skapa den förutsägbarheten innebär att en kontrollerad miljö, och inte omvärldens överlevnadstryck, formade laboratoriemössens mikrobiota.

"Vi antog att detta kan förklara varför laboratoriemöss, samtidigt av största vikt för att förstå grundläggande biologiska fenomen, är begränsade i sin prediktiva användbarhet för att modellera komplexa sjukdomar hos människor och andra fritt levande däggdjur, sa Rosshart.

Så, forskarna försökte ge laboratoriemöss tillbaka det de förlorat:en naturligt samutvecklad tarmmikrobiota från vild mus. Forskarna fångade mer än 800 vilda möss från åtta platser över Maryland och District of Columbia för att hitta friska, lämpliga kandidater för en tarmmikrobiotadonation.

De testade och jämförde sedan tarmmikrobiomen (kollektiva genom från tarmmikrobiotan) hos vilda möss (Mus musculus domesticus) och en vanlig stam av laboratoriemöss, kallas C57BL/6, från flera källor. Forskarna bekräftade att C57BL/6-möss hade distinkta tarmmikrobiomer från vilda möss.

Forskare introducerade (ympade) sedan mikrobiotan från vilda möss till gravida, bakteriefria C57BL/6 möss. Bakteriefria möss föds upp i en steril miljö och har inga egna mikrobiomer. För en kontrollgruppsjämförelse, forskarna ympade också mikrobiota från vanliga C57BL/6-möss i en separat grupp gravida, bakteriefria möss. Fyra generationer senare, mössen bar fortfarande antingen de vilda mikrobiomen eller kontrolllaboratoriets mikrobiomer som överfördes från deras förmödrar.

När de utsätts för en hög dos av influensavirus, 92 procent av laboratoriemössen med vilda mikrobiomer överlevde, medan endast 17 procent av laboratoriemössen och mössen i kontrollgruppen överlevde. I andra experiment, laboratoriemössen med vilda mikrobiomer hade bättre resultat i ansiktet av inducerade kolorektala tumörer, medan de andra mössen hade ett större antal tumörer och allvarligare sjukdomar. De fördelaktiga effekterna av den vilda mikrobiotan var förknippade med minskad inflammation i båda modellerna.

Forskarna noterar att mer arbete och utvärdering krävs för definitiva resultat, och de hoppas kunna förbättra och utöka metoden att använda naturliga mikrobiomer i laboratoriemöss.

"Vi planerar att skapa ett komplett mikrobiologiskt fingeravtryck av naturlig mikrobiota och dess potentiella interaktion mellan riket genom att beskriva alla komponenter i mikrobiomet - till exempel, virus och svampar – parallellt och på olika kroppsställen, " sa Rehermann.