Data investigation of the effects of probiotics on the gut microbiome and immune response in children with celiac disease autoimmunity
(2020) KLGM10 20201Food Technology and Nutrition (M.Sc.)
- Abstract
- Celiac disease is a chronic inflammatory disorder of the small intestine, triggered by gluten in genetically susceptible individuals. The inflammatory and autoimmune aspects of this disease involves the intricate interplay of the immune system and gut microbiota, and celiac disease has repeatedly been associated with dysbiosis of the gut flora. Probiotics have been suggested as an alternative treatment, as they have shown to have beneficial effects in other inflammatory diseases. In this study, children with increased risk of developing celiac disease were given two probiotic strains to investigate their potential in preventing celiac disease. The effects of the probiotics were studied in the peripheral immune response and in the gut... (More)
- Celiac disease is a chronic inflammatory disorder of the small intestine, triggered by gluten in genetically susceptible individuals. The inflammatory and autoimmune aspects of this disease involves the intricate interplay of the immune system and gut microbiota, and celiac disease has repeatedly been associated with dysbiosis of the gut flora. Probiotics have been suggested as an alternative treatment, as they have shown to have beneficial effects in other inflammatory diseases. In this study, children with increased risk of developing celiac disease were given two probiotic strains to investigate their potential in preventing celiac disease. The effects of the probiotics were studied in the peripheral immune response and in the gut microbiota, with flow cytometry and NGS plus qPCR, respectively. The aim of this master thesis was to see whether qPCR provides additional insights in the effects on the microbiome, look for changes in the numbers of various bacteria and to look for correlations between the effects on the gut microbiome and the immune response. qPCR revealed new information of changes occuring in the gut, that were not seen in the NGS data. One of these were that Bacteroides numbers increased in the placebo group, which was not seen in the probiotic group, nor the NGS data. Further, the average numbers of Lactobacillus were seen to rise in the probiotic group, while they decreased in the placebo group. The immune response involved a shift from naive to memory T helper cells, accompanied by a significant increase in regulatory T cells in the placebo group. This could potentially be an indication of ongoing inflammation and ultimately signs of celiac disease autoimmunity progressing in the placebo group, while the probiotic group remains stable. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- De senaste åren har tarmfloran blivit mycket omtalad eftersom den visat sig spela en viktig roll för hälsan, och till och med kopplats till vissa sjukdomar. En sådan sjukdom är celiaki, en livslång inflammatorisk sjukdom som drabbar i snitt 1.5% av världens befolkning. Om en person med celiaki får i sig gluten, svarar deras immunförsvar med en inflammatorisk reaktion. Detta i sin tur aktiverar celler i immunförsvaret som angriper och skadar tarmens vävnad, vilket leder till svårigheter i upptagning av näringsämnen, ofta magsmärtor och många andra symptom. Idag behandlas celiaki främst genom att utesluta gluten ur kosten, vilket ofta är svårt att lyckas med. Dessutom förbättras inte alla med celiaki, ens från en helt glutenfri kost. Därför... (More)
- De senaste åren har tarmfloran blivit mycket omtalad eftersom den visat sig spela en viktig roll för hälsan, och till och med kopplats till vissa sjukdomar. En sådan sjukdom är celiaki, en livslång inflammatorisk sjukdom som drabbar i snitt 1.5% av världens befolkning. Om en person med celiaki får i sig gluten, svarar deras immunförsvar med en inflammatorisk reaktion. Detta i sin tur aktiverar celler i immunförsvaret som angriper och skadar tarmens vävnad, vilket leder till svårigheter i upptagning av näringsämnen, ofta magsmärtor och många andra symptom. Idag behandlas celiaki främst genom att utesluta gluten ur kosten, vilket ofta är svårt att lyckas med. Dessutom förbättras inte alla med celiaki, ens från en helt glutenfri kost. Därför försöker forskare hitta nya behandlingsmetoder, och ett sätt som undersöks är om det går att förebygga celiaki med hjälp av probiotika. Detta har undersökts i en studie där barn med ökad risk för celiaki har fått probiotika eller placebo under 6 månader.
I detta examensarbete har data från tarmflora och immunförsvar från studien analyserats. För att se vilken effekt probiotikan har på barnen, studerades vissa celler från immunförsvaret samt bakterierna i tarmfloran, och jämfördes med barnen som istället fått placebo. Ett av målen har varit att ta reda på om olika bakteriegrupper förändras, beroende på om vi tittar på antal eller relativa proportioner av dessa. Dessutom har effekten på immunförsvaret jämförts med tarmfloran för att se om det fanns några korrelationer mellan dessa. Det visade sig att förändringar i uppsättningen av bakterier över tid, skilde sig åt beroende på om antal eller relativa proportioner observerades. Det tyder på att det kan vara användbart att både studera antal och proportioner av bakterier, för att få en mer inkluderande bild av de förändringarna som sker i tarmfloran. Några intressanta bakteriegrupper förändrades på liknande sätt i placebo-gruppen som man tidigare sett hos patienter med celiaki, samtidigt som några bakteriegrupper ändrades såg ut att förbättras i gruppen som fick probiotika. Vidare hittades inga korrelationer mellan immunförsvaret och tarmfloran. De förändringar som kunde ses bland immuncellerna pekar dock, även dem, på en positiv effekt av probiotikan.
Sammanfattningsvis indikerar analysen av data från av tarmfloran och immunförsvaret i detta masterprojekt att probiotikan kan ha haft en hälsofrämjande effekt, som i sin tur skulle kunna bidra till att förebygga utvecklingen av celiaki. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9023419
- author
- Kroné, Céline LU
- supervisor
- organization
- course
- KLGM10 20201
- year
- 2020
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Microbiome, Immunology, Probiotics, Celiac disease, Inflammation, Autoimmunity, Food technology, Livsmedelsteknologi
- language
- English
- id
- 9023419
- date added to LUP
- 2020-09-11 11:20:10
- date last changed
- 2020-09-11 11:20:10
@misc{9023419,
abstract = {{Celiac disease is a chronic inflammatory disorder of the small intestine, triggered by gluten in genetically susceptible individuals. The inflammatory and autoimmune aspects of this disease involves the intricate interplay of the immune system and gut microbiota, and celiac disease has repeatedly been associated with dysbiosis of the gut flora. Probiotics have been suggested as an alternative treatment, as they have shown to have beneficial effects in other inflammatory diseases. In this study, children with increased risk of developing celiac disease were given two probiotic strains to investigate their potential in preventing celiac disease. The effects of the probiotics were studied in the peripheral immune response and in the gut microbiota, with flow cytometry and NGS plus qPCR, respectively. The aim of this master thesis was to see whether qPCR provides additional insights in the effects on the microbiome, look for changes in the numbers of various bacteria and to look for correlations between the effects on the gut microbiome and the immune response. qPCR revealed new information of changes occuring in the gut, that were not seen in the NGS data. One of these were that Bacteroides numbers increased in the placebo group, which was not seen in the probiotic group, nor the NGS data. Further, the average numbers of Lactobacillus were seen to rise in the probiotic group, while they decreased in the placebo group. The immune response involved a shift from naive to memory T helper cells, accompanied by a significant increase in regulatory T cells in the placebo group. This could potentially be an indication of ongoing inflammation and ultimately signs of celiac disease autoimmunity progressing in the placebo group, while the probiotic group remains stable.}},
author = {{Kroné, Céline}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Data investigation of the effects of probiotics on the gut microbiome and immune response in children with celiac disease autoimmunity}},
year = {{2020}},
}