Mikrobi pri človeku sodelujejo med seboj, ampak kako?

Kolonije mikrobov v našem črevesju delujejo kot dobro utečen stroj in vplivajo na praktično vse telesne funkcije, od imunskega sistema do možganov. Poseljevanje telesa z mikroorganizmi se začne že pred rojstvom, znanstveniki pa šele v zadnjih letih ugotavljajo, kaj se pravzaprav dogaja.

Nemogoče je zares razumeti, kaj počnejo skupine mikroorganizmov, če ne poznamo, kaj jih sestavlja ter kako pogosto in kje v telesu se lahko pojavijo. Foto: Bigstock

V zadnjem desetletju so znanstveniki dosegli ogromen napredek pri razumevanju vloge bakterij in virusov, ki naravno živijo v našem telesu. Igrajo pomembno vlogo pri nekaterih vitalnih funkcijah, kot so prebava, presnova in celo pomagajo pri boju z boleznimi. Toda razumevanje, kako to počnejo, ostaja neznanka.

Algoritem analizira mikrobioto

Novo orodje za boljše spoznavanje človeške mikrobiote so razvili na Univerzi Drexel. Gre za kombinacijo visoko zmožnih algoritmov za prepoznavanje genskega zaporedja. Glavna prednost nove metode, ki so jo nedavno predstavili v reviji Plos One, je analiza specifičnih genskih kod v RNA. Z njihovo pomočjo lahko razmejijo posamezne skupine mikrobov v črevesju in razkrijejo, kako le-te delujejo.

Zdravljenje z odpravljanjem neravnovesja?

Večina dosedanjih raziskav človeške mikrobiote se je osredotočala na prepoznavanje različnih vrst mikrobov, ki naseljujejo naše telo. V zadnjem času pa se uveljavlja paradigma, da so neravnovesja v črevesni mikrobioti vzrok številnih zdravstvenih težav (na primer Crohnove bolezni ali sindroma razdražljivega črevesja).

Vsak od nas z edinstveno kombinacijo mikroorganizmov

Vsak od nas ima edinstveno kombinacijo mikroorganizmov, ki poseljujejo naše telo. Tekom vaginalnega proda se otrok sreča z mnogo mikrobi iz materinega črevesja. Kasneje favorizira mikrobe, ki jih ima mama, njegova črevesna mikrobiota pa je podobna materini. Če slednja ni najboljša – na primer pri kronični vnetni črevesni bolezni ali ko je mama alergik, ima to negativne posledice tudi zanj. Če pa ima mama zdravo, bogato mikrobioto, bo tudi slednjo »posvojil« tudi otrok.

Mikrobne skupnosti sodelujejo med seboj, a kako?

»Pravzaprav šele začenjamo razumevati vpliv mikrobiote na zdravje. Področje je izjemno kompleksno in trudimo se pridobiti čimbolj natančno sliko o tem, kako mikrobne skupnosti (ki so več kot zgolj kolonije posameznih sevov) izgledajo, kako razširjene so in kaj v okolju vpliva na njihovo konfiguracijo,« pravi dr. Gail Rosen, izredni profesor na Univerzi Drexel, ki je razvil novi algoritem. Slednji omogoča, da s pomočjo vzorca genskega materiala (DNK ali RNK) določijo verjetno prisotne mikroorganizme. Raziskava, ki jo je opravil Rosen z ekipo je pokazala, da nekatere vrste mikrobov živijo skupaj tako pogosto, da to ne more biti naključje.

Slabost trenutnih metod: Slabo upoštevanje konteksta

»V našem telesu živi na tisoče vrst mikrobov. Lahko si predstavljate, kako zastrašujoča naloga je ugotoviti, kateri od njih živi v skupnosti s katerim. Možnosti je ogromno- Algoritem prihrani ogromno časa in do določene mere tudi eliminira ugibanje,« pravi Rosen. Trenutne metode za preučevanje potekajo tako, da se vzame vzorec in pregleda genski material v njem. Rezultat so različne vrste in sevi mikroorganizmov, nič pa ni znanega o korelacijah med njimi. Kontekst in celostna vsebina se izgubi.

Opazovanje sprememb skozi čas

«Nemogoče je zares razumeti, kaj počnejo skupine mikroorganizmov, če ne poznamo, kaj jih sestavlja ter kako pogosto in kje v telesu se lahko pojavijo,” pravi soavtor objave dr. Steve Woloszynek. “Z drugimi besedami, težko je zdraviti porušeno naravno sožitje med mikrobi, če sploh ne vemo, kakšno to pravzaprav je.« Izdelava celotnega »zemljevida« mikrobiote bi raziskovalcem omogočila opazovanje, kako se mikroorganizmi spreminjajo skozi čas – tako pri zdravih ljudeh kot pri tistih, ki trpijo zaradi bolezni.

Slika celotne konfiguracije

»Večina drugih metod pove, kateri mikrobi prevladujejo, ne pa tega, kako eni podpirajo ali zavirajo druge. Naš algoritem omogoča celotno sliko konfiguracije. Na primer: v eni mikrobni skupnosti sta E.coli in B. fragilis prisotni v precej podobnem številu. Lahko domnevamo, da se prehranjujeta (metabolirata) navzkrižno in sodelujeta. V drugi mikrobni skupnosti je morda B. fragilis najbolj razširjena, vendar so poleg njega tudi številni drugi mikrobi – kar bi lahko pomenilo, da metabolirajo njene presnovke,« pojasnjuje Rosen.

Analiza mikrobiote in razvoj novih terapevtskih tehnik

Eden od končnih ciljev analize človeške mikrobiote je uporaba prisotnosti določenih skupnosti mikrobov kot pokazateljev bolezni, kot so Crohnova bolezen ali celo specifične vrste raka. »še vedno smo zelo na začetku. Toda če razumemo, kako deluje mikrobiota (v črevesju, v ustih, na koži…), lahko raziščemo tudi metabolne poti različnih mikroorganizmov, ki živijo skupaj. Tako si utiramo pot za razvoj novih zdravil in terapevtskih tehnik,« je prepričan Rosen.

Ko so njegov algoritem za analizo mikrobiote preizkusili v praksi (pri diagnosticiranju Chronove bolezni in pri raku ustne votline), se je izkazal za enako zanesljivega kot obstoječe metode, bil pa je veliko hitrejši.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj