Naizgled identične bakterije mogu imati drugačiji učinak

Naš crijevni mikrobiom - komplement bakterija koje nosimo u crijevima - povezan je sa svime, od pretilosti i dijabetesa do srčanih bolesti, pa čak i neuroloških poremećaja i raka. Posljednjih godina, istraživači su sortirali više vrsta bakterija koje naseljavaju mikrobiom, pitajući koji od njih može biti upleten u određene poremećaje. No, rad objavljen danas u Priroda postavio novo pitanje:"Što ako je isti mikrob različit kod različitih ljudi?"

Odavno je poznato da genomi mikroba nisu fiksni od rođenja, kakvi su naši. Mogu izgubiti neke svoje gene, izmjenjuju gene s drugim mikroorganizmima, ili steći nove iz svog okruženja. Tako, detaljna usporedba genoma naizgled identičnih bakterija otkrit će sekvence DNA koje se javljaju u jednom genomu, a ne u drugim, ili moguće sekvence koje se pojavljuju samo jednom u jednom i nekoliko puta u drugima. Te se razlike nazivaju strukturne varijante. Strukturne varijante - čak i one male - mogu se pretvoriti u velike razlike u načinima interakcije mikroba sa njihovim ljudskim domaćinima. Varijanta može biti razlika između dobroćudne i patogene prisutnosti, ili bi bakterijama mogla dati otpornost na antibiotike.

Dr. David Zeevi i Tal Korem, u početku u laboratoriju prof. Erana Segala na Weizmannovom institutu za znanost, a zatim na sadašnjim pozicijama na sveučilištima Rockefeller i Columbia, razvili algoritme koji sustavno identificiraju strukturne varijante u mikrobiomima crijeva čovjeka. Istraživači su započeli s mikrobiomima iz gotovo 900 izraelskih ispitanika, u kojem su uspjeli identificirati više od 7, 000 varijanti. Sljedeći, uspostavili su suradnju s nizozemskim istraživačima sa Sveučilišta u Groningenu, u Nizozemskoj, a te su varijante tražili u mikrobiomima velike skupine nizozemskih ispitanika. Većina strukturnih varijanti koje su identificirali kod izraelskih ispitanika također se mogu naći među nizozemskim, unatoč razlikama u genetici i načinu života među skupinama.

Znanstvenici su zatim pitali je li neka od strukturnih varijanti koje su identificirali povezana sa zdravljem ili bolešću. Skupina se pojavila više od 100 koji su bili povezani s čimbenicima rizika za bolest. Mnoge od tih udruga ponovno su replicirane u nizozemskoj skupini.

U jednom slučaju, pojedinci koji su imali određenu varijantu prisutnu u genomu određene mikrobne vrste u svom mikrobiomu bili su 6 kg tanji i imali su uža struka za 4 cm, U prosjeku, nego pojedinci koji su imali isti mikrob - ali jedan koji nije sadržavao tu određenu varijantu. Znanstvenici su zatim analizirali gene kodirane na ovoj varijanti i otkrili da daje bakteriji potencijalnu sposobnost pretvaranja određenih šećera u tvar koja se naziva butirat. Butirat je mala masna kiselina koja miriše po užeglom maslacu (tako mu je i ime, iz starogrčkog za "maslac"); unatoč svom mirisu, butirat je pokazao protuupalno djelovanje i pozitivan utjecaj na metabolizam. Ova sposobnost, kažu znanstvenici, mogao bi objasniti razliku u težini između onih koji nose bakterije sa i onih bez strukturne varijante.

Nalaz sugerira da bi metoda koju je grupa razvila mogla pomoći istraživačima da utvrde veze između našeg mikrobioma, zdravlje i bolest na značajne načine koji bi se mogli propustiti drugim sredstvima. "Stvarni potencijal ovog pristupa, "kaže Zeevi, "jest to što nam omogućuje traženje stvarnih mehanizama iza udruga koje nalazimo."

Segal procjenjuje da u ljudskom crijevnom mikrobiomu mogu postojati deseci tisuća strukturnih varijanti, a tisuće njih mogu biti povezane s bolestima i rizikom od bolesti. Budući da je sastav mikrobioma bio uključen u toliko različitih sindroma i poremećaja, ovo bi istraživanje moglo imati trajan utjecaj na potragu za boljim, ciljaniji probiotici za liječenje bolesti.

• Riblji sluz mogao bi biti potencijalni izvor antibiotika
• Samo obrazovanje liječnika možda neće imati zamjetan učinak na stope propisivanja lijekova,