stále je čo robiť

Tento týždeň si pripomíname desiate výročie prvého veľkého prieskumu mikrobiálnej diverzity v ľudskom tele, ktorý bol publikovaný v r Príroda Od konzorcia Human Microbiome Project (HMP), ktorého som bol členom.

Predtým mikrobiológovia vedeli, že telo je hostiteľom veľkého množstva mikroorganizmov – prevládajúca zmes baktérií spolu s archaeami, hubami a vírusmi, ktoré sa šíria na koži, v ústach a v črevách – spolu nazývaných mikrobióm. Je. Ale od roku 2012 sme ich zoznam nemali.

V skutočnosti je tento zoznam – index 10 biliónov buniek patriacich tisíckam druhov, pričom každý jednotlivec váži spolu 200 gramov – stále neúplný. Je čas stavať na tejto predbežnej práci (Konzorcium projektu ľudského mikrobiómu Príroda 486207-214; 2012) a prerobte projekt tak, aby reprezentoval ľudstvo v plnej komplexnosti.

Trvalo dlho, kým sa táto počiatočná práca začala, a rýchlosť zmien za posledných desať rokov bola ohromujúca. Až raz, keď vysokovýkonné technológie génového sekvenovania – prvýkrát vyvinuté na skúmanie ľudského genómu – začali byť HMP cenovo dostupné a ľahko použiteľné.

Po spustení v roku 2007 konzorcium sekvenovalo DNA mikróbov nájdených u 242 ľudí z 2 amerických miest – Boston, Massachusetts a Houston, Texas, ktoré boli vybrané tak, aby susedili s dvoma poprednými sekvenčnými centrami v tom čase. Broad, MIT a Harvardský inštitút pri Bostone a Baylor College of Medicine v Houstone. Naše aktivity boli financované Spoločným fondom amerického Národného inštitútu zdravia a projekt bol vypracovaný na prácu s údajmi v Academic Microbiom Bioinformaticians, keď sme ich generovali.

Výsledkom bol prvý komplexný katalóg zdravého amerického ľudského mikrobiómu: kompletný katalóg génov v mikróboch v čreve. HMP ukázala, že bunkové organely čreva pozostávajú z tisícok druhov s genetickou stopou 150-krát väčšou ako ľudský genóm. V konečnom dôsledku táto hojnosť viedla biológov k tomu, aby považovali mikrobióm za environmentálne odvodený „druhý genóm“, skrytý v ľudskom hostiteľovi.

O desať rokov neskôr vieme oveľa viac. Mikrobióm je nevyhnutný pre správne fungovanie nášho tela, kľúčom k tráveniu potravy a odpudzovaniu patogénov. Experimenty na potkanoch ukázali, že kompozície mikrobiómov ovplyvňujú sociálne zapojenie a úroveň úzkosti. Bežné choroby, ako sú srdcové choroby a obezita, sú spojené s odlišnými mikrobiómami. Ako deti získavajú svoj mikrobióm – a čo ovplyvňuje vývoj mikrobiómu – je čoraz jasnejšie.

(Vzhľadom na to, aké zásadné sú mikróby pre naše zdravie, stále ma prekvapuje, že zadávame toľko funkcií nespočetným organizmom, že začíname s prostredím od narodenia.)

Máme aj veľa nezodpovedaných akademických otázok. Odkiaľ sa v ľudskej evolúcii prvýkrát vzal mikrobióm? Ako sa líšia mikroorganizmy ľudstva od mikroorganizmov iných primátov, cicavcov alebo zvierat vo všeobecnosti? Ako sa mikrobióm prenáša z človeka na človeka? A čo znamená zmena stravovania a čistejší životný štýl pre dlhodobé zdravie mikrobiómu?

Prvá analýza pred desiatimi rokmi, nábor ľudí len z dvoch amerických miest, zlyhala pri zachytení skutočnej rozmanitosti ľudského mikrobiómu. Teraz vieme, že ľudia žijúci v Európe a Severnej Amerike majú menej rôznorodé mikrobiómy ako ľudia žijúci v menej industrializovaných oblastiach – ale málo sa vie o rozdieloch medzi skupinami ľudí.

A ešte menej sa vie o hordách iných zvierat, vrátane mnohých samotných. Vieme, že mikrobiómy zvierat v zajatí sa líšia od mikrobiómov zvierat žijúcich vo voľnej prírode, rovnako ako sa priemyselný ľudský mikrobióm líši od mikrobiómov nepriemyselných. Ale veľa z toho, čo vieme o živočíšnych mikróboch, pochádza zo štúdií na zvieratách v zajatí. Ako strácame diverzitu zvierat v dôsledku rýchlych globálnych zmien, strácame aj diverzitu mikrobiómov.

Dozvedieť sa viac by si vyžadovalo novú federáciu, v ktorej by boli vzorkované tisíce ľudí a zvierat. Potrebujeme biológov a vedcov z oblasti mikrobiómov, ktorí budú pracovať bok po boku s pracovníkmi z celého sveta. Pred desiatimi rokmi bola analýza taká nová a zložitá, že sme len veľmi málo premýšľali o získavaní vzoriek. Teraz by mal proces viesť získavanie vzoriek z globálnych zdrojov.

Niektorí sa môžu pýtať, prečo potrebujeme nové, bohaté a drahé konzorcium, keď údaje už prenikajú – jednu štúdiu za druhou, ktorú vykonávajú laboratóriá pracujúce samostatne. Ale industrializácia napreduje rýchlo a moderné ekonomické sily majú moc zničiť mikrobiálnu diverzitu rýchlejšie, než je možné vidieť.

Nové konzorcium umožní vedcom konečne vyplniť mapu mikrobiómov. Je to ako sčítanie ľudu: nečakáte, kým jednotlivé mestá nahlásia počty obyvateľov; Predtým, ako ho vymeníte, vynaložíte rovnaké úsilie, aby ste to urobili dôsledne a rýchlo.

Rozsiahla nová analýza diverzity mikrobiómu ľudstva a širšieho mikrobiómu stavovcov nakoniec umiestni údaje z nášho vlastného druhu do kontextu stromu života. Až potom môžeme skutočne rozšíriť označenie „ľudský“ na mikrobióm.

konkurenčné záujmy

Autor nedeklaruje žiadne konkurenčné záujmy.