Mai sunt multe de făcut

Săptămâna aceasta marchează a 10-a aniversare a primului studiu major al diversităţii microbiene din corpul uman, publicat în temperare natura de consorțiul Human Microbiome Project (HMP), al cărui membru am fost.

Înainte de asta, microbiologii știau că organismul găzduia o masă mare de microorganisme – un amestec îmbătător de bacterii, împreună cu arhee, ciuperci și viruși, răspândit pe piele, gură și intestine – numit împreună microbiomul. Dar până în 2012, ne-a lipsit un inventar al acestora.

De fapt, acest inventar – un indicator de 10 trilioane de celule aparținând mii de specii, cu o greutate totală de 200 de grame de persoană – este încă incomplet. Este timpul să construim pe această muncă timpurie (Consorțiul Proiectului Microbiomul Uman temperare natura 486, 207-214; 2012), și reînnoirea proiectului de a reprezenta umanitatea în toate complexitățile ei.

A fost nevoie de atât de mult timp pentru a obține acest lucru de la început, iar ritmul schimbării din ultimii 10 ani a fost uluitor. Numai odată ce tehnologiile de secvențiere genetică de mare capacitate – dezvoltate pentru prima dată pentru a examina genomul uman – sunt destul de ieftine și ușor de utilizat, poate începe HMP.

După lansarea sa în 2007, consorțiul a secvențiat ADN-ul microbilor găsiți în și pe 242 de persoane din două orașe americane – Boston, Massachusetts și Houston, Texas, selectate pentru apropierea de cele două centre de secvențiere proeminente la acea vreme, MIT și Harvard. Universitatea de lângă Boston și Colegiul de Medicină Baylor din Houston. Activitățile noastre au fost finanțate de Fondul comun al institutelor naționale de sănătate din SUA, iar proiectul a atras experți academici în bioinformatică pentru ca microbiomul să lucreze asupra datelor după ce le-am generat.

Rezultatul a fost primul catalog cuprinzător al unui microbiom uman american intact: o listă completă a genelor prezente în microbiomul intestinal. HMP a arătat că organismele celulare din intestin constau din mii de specii, cu o amprentă genetică de 150 de ori mai mare decât genomul uman. În cele din urmă, această abundență i-a determinat pe biologi să vadă microbiomul ca pe un „al doilea genom” dobândit ecologic, ascuns în gazda umană.

Zece ani mai târziu, știm multe. Microbiomul este esențial pentru buna funcționare a organismului nostru și este cheia pentru digerarea alimentelor și apărarea agenților patogeni. Experimentele la șoareci au arătat că compoziția microbiomului afectează nivelurile de anxietate și anxietate. Bolile comune, cum ar fi bolile cardiovasculare și obezitatea, sunt asociate cu microbiomi distincti. Modul în care copiii își dobândesc microbiomul – și ceea ce influențează dezvoltarea microbiomului – devine, de asemenea, din ce în ce mai clar.

(Având în vedere cât de importanți sunt microbii pentru sănătatea noastră, încă mi se pare surprinzător faptul că îndeplinim atât de multe funcții pentru multe dintre organismele pe care le culegem din mediul nostru, chiar de la naștere.)

Avem și o mulțime de întrebări academice fără răspuns. De unde a apărut microbiomul pentru prima dată în evoluția umană? Cum diferă microbii umani de cei ai primatelor, mamiferelor sau animalelor în general? Cum se transmite microbiomul de la o persoană la alta? Și ce înseamnă schimbarea dietelor și stilurilor de viață sterile pentru sănătatea pe termen lung a microbiomului?

Acea primă analiză în urmă cu zece ani, recrutând oameni din doar două orașe americane, nu a reușit lamentabil să surprindă adevărata diversitate a microbiomului uman. Știm acum că oamenii din Europa și America de Nord au microbiome mai puțin diverse decât oamenii din regiunile mai puțin industrializate – dar se cunosc foarte puține despre diferențele dintre grupurile de oameni.

Și se știe și mai puțin despre multe alte animale care conțin ele însele mase. Știm că microbii animalelor captive diferă de cei ai animalelor care trăiesc în sălbăticie, în același mod în care microbii umani industriali diferă de cei neindustriali. Dar cea mai mare parte a ceea ce știm despre microbii animale provine din studiile asupra animalelor captive. Pe măsură ce pierdem diversitatea animalelor din cauza schimbărilor globale rapide, pierdem și diversitatea microbiomului.

Pentru a afla mai multe, va fi nevoie de un nou consorțiu, care va preleva mii de oameni și animale. Avem nevoie de biologi ai vieții sălbatice și oameni de știință în microbiom care lucrează cot la cot, cu echipe din întreaga lume. Acum zece ani, analiza a fost atât de nouă și dificilă, încât nu ne-am gândit prea mult la obținerea probelor. Acum, obținerea de mostre din surse globale ar trebui să conducă procesul.

Unii s-ar putea întreba de ce avem nevoie de un nou consorțiu masiv și costisitor, în timp ce datele se revarsă deja – câte un studiu, realizat de laboratoare care lucrează pe cont propriu. Dar industrializarea se mișcă rapid, iar forțele economice moderne au potențialul de a eradica diversitatea microbiană mai repede decât se poate observa.

Un nou consorțiu le-ar permite oamenilor de știință să completeze în sfârșit harta microbiomului. Este ca un recensământ uman: nu așteptați ca orașele individuale să-și raporteze numărul populației; Depuneți un efort concertat pentru a o face în mod constant și rapid înainte de a se schimba.

O nouă analiză extinsă a diversității microbiomului uman și a microbiomului mai larg al vertebratelor, va pune în sfârșit datele despre speciile noastre în contextul arborelui vieții. Numai atunci putem extinde cu adevărat eticheta „uman” la microbiom.

conflict de interese

Autorul nu declară conflict de interese.