Helsingin yliopiston tutkijat ovat löytäneet vastasyntyneiden vasikoiden suolesta bakteeri-DNA:ta, joka on peräisin varsin monipuolisesta lajistosta. Aiemmin sikiön on ajateltu kasvavan kohdussa steriileissä olosuhteissa ja saavan mikrobistonsa vasta syntymän jälkeen.
– Vasikat soveltuvat hyvin tutkimuksen kohteeksi, koska ne ovat jo syntyessään mukavan suuria. Pystymme noukkimaan mikrobinäytteen suoraan vastasyntyneen vasikan peräsuolen sisältä steriileillä välineillä, joissa on kaksinkertainen suojaus kontaminaatioita vastaan. Näin ulkomaailman mikrobit eivät pääse sotkemaan näytteitä. Ihmisvauvoja tutkittaessa joudutaan odottamaan, että vauva ulostaa, ja silloin näytteisiin pääsee helposti vauvan iholle ehtineitä bakteereita, dosentti Mikael Niku eläinlääketieteellisestä tiedekunnasta vertaa.
Vastasyntyneen vasikan varhainen mikrobisto muistuttaa paremminkin aikuisen lehmän suun kuin ulosteen mikrobistoa.
– Vastaavia havaintoja on tehty myös ihmisvauvoista. Sikiön mikrobisto ei kuitenkaan välttämättä ole peräisin nimenomaan suusta, vaan kenties muualta ruoansulatuskanavan alkupäästä, kuten pötsistä tai ohutsuolesta. Niistä taas on vaikea saada näytteitä elävältä eläimeltä, Mikael Niku kertoo.
Märehtijöillä ohutsuoli on erityisen tärkeä immuunijärjestelmän toiminnan kannalta, sillä vasta-aineita tuottavat B-solut kypsyvät suolen seinämässä. Ihmisellä tämä tapahtuu luuytimessä. Professori Antti Iivanaisen tutkimusryhmä eläinlääketieteellisessä tiedekunnassa on havainnut, että naudan suoliston immuunijärjestelmä aktivoituu jo ennen syntymää.
Syntymän jälkeen bakteerien määrä vasikan suolistossa lisääntyi nopeasti. Jo vuorokauden kuluttua bakteereja oli runsaasti, mutta niistä suurin osa kuului kolibakteereihin. Ensimmäisen viikon kuluessa mikrobisto monipuolistui jälleen, ja se alkoi vähitellen kehittyä aikuisten ulosteen mikrobiston suuntaan. Nuoren vasikan mikrobistossa kuitenkin näkyi se, että ravintona on enimmäkseen maito.
Onko sikiössä eläviä mikrobeja?
Nykyaikainen DNA-tutkimus tuottaa kattavan kuvan mikrobiston koostumuksesta. Se ei kuitenkaan suoraan kerro, oliko näytteessä eläviä bakteereita, koska DNA voi säilyä pitkään myös mikrobin kuoleman jälkeen. Tutkimusryhmä selvittääkin parhaillaan perinteisen bakteeriviljelyn avulla, onko sikiössä eläviä mikrobeja.
– Immuunijärjestelmän kypsymiseen riittäisi sinänsä sekin, että emä ikään kuin tarjoaa sikiölle valmiiksi prosessoituja mikrobien kappaleita, Niku pohtii.
Ryhmä tutkii muidenkin kotieläinten varhaista mikrobistoa, koska pyrkimyksenä on ymmärtää ilmiötä laajasti nisäkkäillä. Tavoitteena on myös selvittää, voidaanko vastasyntyneen mikrobistoon vaikuttaa emän ruokinnalla. Samalla tarkastellaan immuunijärjestelmän kehitystä.
– Me nisäkkäät tarvitsemme kukin omalle lajillemme tyypillisen suolistomikrobiston, jota saamme aluksi emältä tai äidiltä, ja myöhemmin muiltakin lajitovereilta. Kehitymme vuorovaikutuksessa näiden mikroskooppisten kumppaniemme kanssa. Siten immuunijärjestelmämme oppii tunnistamaan ystävät ja toisaalta torjumaan haitalliset tunkeilijat. Tämän vuoropuhelun selvittäminen on äärimmäisen kiehtovaa.
Opiskelijat arvokkaana apuna
Tutkijoiden apuna vastasyntyneiden vasikoiden suolistonäytteiden keruussa oli Viikin tutkimusnavetan henkilökuntaa ja ryhmä reippaita eläinlääketieteen opiskelijoita, jotka päivystivät poikimisia yötä päivää.
– Kun vasikka alkoi syntyä, opiskelijat riensivät navetalle ottamaan näytteet heti, kun vasikka putkahti kohdusta. Tämä on hyvä esimerkki siitä, miten alkuvaiheen opiskelijatkin voivat osallistua tutkimukseen, Mikael Niku sanoo.
___________________
Artikkeli:
Mohammad Jaber Alipour, Jonna Jalanka, Tiina Pessa-Morikawa, Tuomo Kokkonen, Reetta Satokari, Ulla Hynönen, Antti Iivanainen & Mikael Niku. The composition of the perinatal intestinal microbiota in cattle. Scientific Reports 8: 10437 (2018).
Tutkimusta rahoittivat Helsingin yliopisto, Eläinlääketieteen tutkimuksen tukisäätiö ja Suomen eläinlääketieteen säätiö.