Advanced

Using NGS to determine gut microbiota in children with risk of celiac disease treated with probiotic

Kjellström, Anna LU (2019) KLGM10 20182
Food Technology and Nutrition (M.Sc.)
Abstract
Celiac disease is an autoimmune disease triggered by gluten intake. The disease has both a genetic component and an environmental component. Celiac disease is often associated with dysbiosis and lower diversity of the gut microbiota. In this study a group of 3-year-olds susceptible to celiac disease were enrolled in a double-blind placebo-controlled randomized trial using a combination of two probiotic strains L. paracasei 8700:2 (DMS 13434) and L. plantarum HEAL 9 (DSM 15312). These strains have a synergistic immunosuppressive potential. The effect of probiotic on the gut microbiota was studied using Illumina MiSeq 16S rRNA amplicon sequencing. The result was evaluated using Qiime bioinformatics platform. There were no significant... (More)
Celiac disease is an autoimmune disease triggered by gluten intake. The disease has both a genetic component and an environmental component. Celiac disease is often associated with dysbiosis and lower diversity of the gut microbiota. In this study a group of 3-year-olds susceptible to celiac disease were enrolled in a double-blind placebo-controlled randomized trial using a combination of two probiotic strains L. paracasei 8700:2 (DMS 13434) and L. plantarum HEAL 9 (DSM 15312). These strains have a synergistic immunosuppressive potential. The effect of probiotic on the gut microbiota was studied using Illumina MiSeq 16S rRNA amplicon sequencing. The result was evaluated using Qiime bioinformatics platform. There were no significant differences in alpha diversity or beta diversity between the groups based on probiotics treatment. Nor were there any significant differences related to level of IgA and IgG or post-study celiac disease diagnosis. There was also no evidence of changes in the composition of the microbiota, although the differential abundance of the Lactobacillaceae family was increased in the probiotic group. The fact that the relative abundance of Lactobacillaceae varied between the individual children who received the probiotic could be worth investigating further. Bugbase was used to predict organism level phenotypes for the samples. There were no significant differences in the differential abundance of the trait gram negative between the probiotic and the placebo-group. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Påverkar probiotika tarmfloran hos barn med celiaki?

Celiaki är en autoimmun sjukdom som beror av både arv och miljö. En faktor som kan påverka är tarmfloran. I det här arbetet undersöktes hur tarmfloran påverkades när barn med risk för celiaki behandlades med antingen probiotika eller placebo.

För att bättre förstå varför en del barn drabbas av autoimmuna sjukdomar som diabetes och celiaki har TEDDY-studien följt barn i fem olika länder. Ett oväntat resultat var att fler av barnen i studien utvecklade celiaki i Sverige än i Finland. Trots att celiaki är ungefär lika vanligt i de båda länderna. En skillnad var att barnen i Finland tog mer probiotika än i Sverige. Därför inledes studien CiPP-Celiaki Prevention med Probiotika.

... (More)
Påverkar probiotika tarmfloran hos barn med celiaki?

Celiaki är en autoimmun sjukdom som beror av både arv och miljö. En faktor som kan påverka är tarmfloran. I det här arbetet undersöktes hur tarmfloran påverkades när barn med risk för celiaki behandlades med antingen probiotika eller placebo.

För att bättre förstå varför en del barn drabbas av autoimmuna sjukdomar som diabetes och celiaki har TEDDY-studien följt barn i fem olika länder. Ett oväntat resultat var att fler av barnen i studien utvecklade celiaki i Sverige än i Finland. Trots att celiaki är ungefär lika vanligt i de båda länderna. En skillnad var att barnen i Finland tog mer probiotika än i Sverige. Därför inledes studien CiPP-Celiaki Prevention med Probiotika.

I studien deltog 78 barn som har en ökad risk för celiaki men inte utvecklat sjukdomen. De blev slumpvis placerade i en grupp som tog antingen probiotika eller placebo under 6 månader. Studien var en dubbel-blind vilket innebär att varken barnen, deras familj eller forskarna visste vem som fått vad. För att utvärdera försöket testades barnen för antikroppar mot gluten. Och så lämnade de ett avföringsprov som användes för att undersöka tarmfloran.

Tarmfloran innehåller tusentals olika arter och antalet av var art kan variera med flera tiopotenser. DNA gör det möjligt att identifiera olika bakterier. Men hur kan man identifiera och mäta tusentals bakterier på en gång? Tekniken kallas Next Generation Sequencing. Enkelt uttryckt innebär det att man kan märka DNA från bakterierna i alla prov och parallellt läsa av miljontals DNA sekvenser på en flödescell. Märkningen består av en DNA-sträng som har en del som visar vilket prov och en del som fungerar som fäste till flödescellen.

Eftersom tarmfloran är ett ekosystem används modeller från ekologin. En sak som undersöktes var diversitet. Det visade sig att det inte var någon skillnad i diversitet mellan de olika grupperna. En orsak kan vara att probiotika har en effekt, men inte på tarmflorans sammansättning. En annan orsak kan vara att tarmflorans diversitet påverkas först senare i sjukdomsförloppet.

Förutom diversitet undersöktes också tarmflorans sammansättning. Som väntat hade barnen i probiotika gruppen en ökning av probiotika bakterierna. Men det var också stor skillnad mellan barnen. Vissa hade en mycket högre andel probiotika bakterier än andra. Varför eller vad det betyder för effekten av behandlingen behöver utforskas mer.

Liten snabbordlista: Autoimmun när kroppens immunförsvar angriper sig själv. Celiaki (även kallat glutenintolerans) är en sjukdom där immunförsvaret reagerar på gluten och det leder till att tarmluddet i tunntarmen förstörs. Probiotika är levande bakteriekulturer som kan ge positiva hälsoeffekter. Ofta används mjölksyrebakterier Sekvensering: DNA består av baserna A, T, C och G, vid sekvensering bestäms baserna i en DNA-sträng TEDDY- The Environmental Determinants of Diabetes in the Young. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Kjellström, Anna LU
supervisor
organization
course
KLGM10 20182
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
NGS, Next Generation Sequencing, 16S rRNA, illumina MiSeq, Celiac disease, probiotics, gut microbiota, intestinal microbiota, food technology, livsmedelsteknologi
language
English
id
8981924
date added to LUP
2019-07-04 16:44:34
date last changed
2019-07-04 16:44:34
@misc{8981924,
  abstract     = {Celiac disease is an autoimmune disease triggered by gluten intake. The disease has both a genetic component and an environmental component. Celiac disease is often associated with dysbiosis and lower diversity of the gut microbiota. In this study a group of 3-year-olds susceptible to celiac disease were enrolled in a double-blind placebo-controlled randomized trial using a combination of two probiotic strains L. paracasei 8700:2 (DMS 13434) and L. plantarum HEAL 9 (DSM 15312). These strains have a synergistic immunosuppressive potential. The effect of probiotic on the gut microbiota was studied using Illumina MiSeq 16S rRNA amplicon sequencing. The result was evaluated using Qiime bioinformatics platform. There were no significant differences in alpha diversity or beta diversity between the groups based on probiotics treatment. Nor were there any significant differences related to level of IgA and IgG or post-study celiac disease diagnosis. There was also no evidence of changes in the composition of the microbiota, although the differential abundance of the Lactobacillaceae family was increased in the probiotic group. The fact that the relative abundance of Lactobacillaceae varied between the individual children who received the probiotic could be worth investigating further. Bugbase was used to predict organism level phenotypes for the samples. There were no significant differences in the differential abundance of the trait gram negative between the probiotic and the placebo-group.},
  author       = {Kjellström, Anna},
  keyword      = {NGS,Next Generation Sequencing,16S rRNA,illumina MiSeq,Celiac disease,probiotics,gut microbiota,intestinal microbiota,food technology,livsmedelsteknologi},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Using NGS to determine gut microbiota in children with risk of celiac disease treated with probiotic},
  year         = {2019},
}