Diversitet og overføring av Bacteroides fragilis i en kohort av mødre og deres barn

Abstract

Norsk: Vår tarm koloniseres av bakterier som har betydning for vår helse ved blant annet å være en barriere mot patogene mikroorganismer, å stimulere utviklingen av vårt immunforsvar og å tilføre næringsstoffer. Kolonisering av tarmen starter rett etter fødselen og Bacteroides fragilis er en av de første som koloniserer spedbarnstarmen. Studier har påpekt sammenhenger mellom tarmfloraen hos barn og utvikling av atopisk allergi. I dette prosjektet har vi utviklet metoder for å påvise og typebestemme B. fragilis ved bruk av multilokus sekvenstyping (MLST) og tandemrepeterende sekvenser (TRS). Vi har brukt disse metodene til genotyping av B. fragilis i avføringsprøver fra en kohort bestående av 93 mødre og deres barn. Kohorten er fra en immunologi- og mikrobiologi studie (IMPACT) startet i Trondheim i 2001. Av MLST-genene ble det valgt å bruke isocitrat dehydrogenase (icd)-fragmenter i genotypingen av IMPACT-materialet fordi disse viste størst polymorfisme ved undersøkelse i renkulturstammer av B. fragilis. De viktigste funnene i prosjektet var at B. fragilis med genotype icd-1 og TRS1 overføres fra mor til barn. Vi fant overraskende liten diversitet i kohorten ved bruk av icd-genotyping, da størsteparten av B. fragilis genotypene i kohorten var av type icd-1. Ved bruk TRS1-genotyping ble det påvist stor diversitet i mor/barn-prøver med stabile icd-1-genotyper og at bakterien var persistent etter kolonisering. Vårt materiale er for lite til å kunne konkludere i forhold til koloniseringsmønstre av B. fragilis og sensibilisering hos barna. Det kan antydes ut fra resultatene at tidlig kolonisering med genotypen icd-1 ble sett oftere hos barn som er sensibilisert ved 2-års alder og at større diversitet ved påvisning av flere TRS1-alleler ble sett oftere hos de som ikke var sensibiliserte ved 1- og 2-års alder.

English: Gut bacteria that colonize our intestine play important roles in human health: by protecting against pathogens (the barrier effect), stimulating the development of our immune system and by fermentating non-digestible dietary residues. Colonization starts immediately after birth and Bacteroides fragilis is one of the first bacteria to become established in the infant intestine. Studies have suggested connections between gut biota and the development of atopy. In this project we have developed methods to verify and type B. fragilis using multilocus sequence typing (MLST) and tandem repeat sequences (TRS). We have used these methods for genotyping B. fragilis in fecal samples from a cohort of 93 mothers and their children. The cohort comes from the Immunology- and Microbiology study (IMPACT) started in Trondheim in 2001. From the MLST genes we chose to use isocitrate dehydrogenase (icd) fragments in genotyping of the IMPACT material because they displayed the greatest polymorphism when tested on pure culture of B. fragilis strains. The most important finding in this project is that B. fragilis of genotype icd-1 and TRS1 was transferred from mother to child. We found surprisingly little diversity in the cohort by the use of icd genotyping, which showed that most of the B. fragilis was typed as icd-1. TRS1 typing elucidated great diversity among mother/child samples with stable icd-1 genotypes and showed that the bacteria where persistent after colonization. Our material is too small to be conclusive regarding the potential connection between colonization patterns and IgE sensitization in the children. The results indicate that early colonization with B. fragilis genotype icd-1 was seen more often in children that were IgE sensitized at 2 years of age, and assumedly that diversity by verifying more TRS1 alleles was seen more often in non-sensitized children at the age of 1 and 2 years.