A vidéki afrikaiak sokszínűsége kiterjed a bél mikrobiómájukra

A Perelman Orvostudományi Egyetem és a Művészeti és Tudományos Iskola kutatása rámutatott az életmód szerepére, földrajz, és a genetika, egyes esetekben meglepő hasonlóságokkal az amerikai lakossággal

A mi mikrobiomunk, a baktériumok összetett közössége, gombák, paraziták, és más mikroorganizmusok a testünkben és a testünkön, tükrözi az életmódunkat. Ha van háziállatunk, valószínűleg mikrobákat osztunk meg velük. Ha húst eszünk, a belekben lévő mikrobiom másképp nézhet ki, mint egy vegáné.

Egyre növekvő tanulmányi területen annak meghatározására, hogy miként szerezzük be a bennünk hordozott mikrobákat, és azoknak az egészségre gyakorolt ​​hatását, a legtöbb elemzés a fejlett országokban élő emberekre összpontosított. De az elmúlt néhány évben, a tudósok elkezdték vizsgálni, hogy a nem iparosodott társadalmakban élő emberek rendelkeznek-e határozottan eltérő mikrobiomokkal, és ha igen, milyen tényezők alakítják ezeket a különbségeket.

Egy új jelentés, folyóiratban tették közzé Genombiológia , jelentős lépéseket tett e kérdések megválaszolásában. A Pennsylvaniai Egyetem genetikusainak csoportja vezette, tanzániai kutatókkal együttműködve, Botswana, és a Nemzeti Egészségügyi Intézetek, a tanulmány az eddigi egyik legnagyobb, amely az etnikailag sokszínű afrikaiak bélmikrobiomáit elemzi, hét populáció 114 botswanai és tanzániai népének mintájával, valamint egy összehasonlító csoport az Egyesült Államokból.

Az eredmények rámutatnak a mikrobiomprofilok széles skálájára a populációk között, különböző életmódot folytatnak, agropastoralistától pásztorkodóig vadászó-gyűjtögető. A különbségek nagysága megegyezik az iparosodott és nem iparosodott populációk közötti különbségekkel. Pedig a kutatókat a csoportok közötti váratlan hasonlóságok is érdekelték.

"Amikor ezt elkezdtük, - mondja Sarah Tishkoff genetikus. a Penn integrálja a Penn Knowledge professzort és vezető szerzőt, "A hipotézisem az volt, hogy az étrend lesz a mozgatórugó e sokféle populáció mikrobiómájának megkülönböztetésében. A legnagyobb meglepetésem az volt, hogy ez nem így volt."

Valójában, a botswanai gazdálkodó közösségekben élő bantu nyelvű emberek mintáinak egy része szinte megkülönböztethetetlen a Philadelphia térségében élő emberektől gyűjtött mintákkal, mintákat a tanulmány társszerzője, Frederick Bushman gyűjtötte, a Penn Perelman Orvostudományi Egyetem mikrobiológusa.

"A botswanai agropastoralisták bakteriális összetétele feltűnően hasonló volt az amerikai kohorszhoz, - mondja Matthew Hansen, egy tudós Tishkoff laborjában és társszerzője a lapnak. "Ezek vidéki csoportok; nagyon eltérő életmódjuk van, de bizonyos tényezők nagyon hasonló mikrobiotát adnak nekik, mint az egészséges Philadelphia-környéki lakosok."

A vidéki afrikaiak bélmikrobiómájának vizsgálatára tett korábbi erőfeszítések jellemzően egyetlen afrikai populációt hasonlítottak össze az iparosodott országok egy vagy több populációjával. Ezek a korábbi vizsgálatok rámutattak a csoportok közötti különbségekre; például, az olaszok és a tanzániai Hadza vadászó-gyűjtögetők bélmikrobiomjainak összehasonlítása a Hadzában jelen lévő számos baktériumcsoportot azonosított, amelyeket korábban nem azonosítottak a nyugatiak populációiban.

De hogy árnyaltabban megértsük a vidéki afrikaiak mikrobiális sokféleségét befolyásoló tényezőket, Tishkoff csapata hét távoli afrikai populációból gyűjtött mintákat. Tanzániából:Hadza vadászó-gyűjtögetők, Maszáj marhatartók, Sandawe agropastoralisták, század végéig vadászó-gyűjtögető emberek voltak, és Burunge agropastoralistái. És Botswanából:San vadászó-gyűjtögetők, Bantuul beszélő herero pásztorok, és a bantu nyelvű agropastoralisták több csoportja.

Az adatok összegyűjtése, amely megkövetelte a távoli falvak lakóitól, hogy székletmintákat nyújtsanak a tudósoknak, korántsem volt egyszerű folyamat. Alessia Ranciaro, aki segített vezetni az adatgyűjtési erőfeszítéseket a munkához, elmondja, hogy ő és kollégái a korai tapasztalatokból megtanulták, hogyan kell eligazodni a kulturális és logisztikai akadályokon, hogy a folyamat gördülékenyebb legyen mind a résztvevők, mind a tudósok számára.

A kutatók DNS -t vontak ki a mintákból, és szekvenálták a 16S riboszómális RNS gén egy részét, széles körben használják a mikrobiológiai vizsgálatokban, hogy segítsenek azonosítani és összehasonlítani a baktériumokat.

"Az elemzés lehetővé teszi a baktériumok osztályozását a mintában a nemzetség szintjéig, sok esetben, - mondja Meagan Rubel, a doktori hallgató Tishkoff laborjában, aki társvezette a munkát. "De az általunk használt mintaadatbázisokban a baktériumokat ipari vagy nyugati csoportok alapján osztályozták, így az ilyen hagyományos életmódot folytató emberek olyan baktériumokkal rendelkezhetnek, amelyeket még soha nem láttunk. "

Az eredményekből, amelyeket meg tudtak szerezni, gyorsan megjelentek a széles minták. Nevezetesen, a botswanai minták különböztek a tanzániaitól. A tanzániai populációk bélmikrobiómáiban általában nagyobb volt a mikrobák száma minden mintában, és az egyének hajlamosak voltak hasonló mikrobiális profilok megosztására. Botswanában, másrészről, a minták általában kevesebb mikrobát tartalmaztak, és az egyének mikrobiomái inkább különböztek egymástól. Ez utóbbi minta az amerikai mintákban is jelen volt.

Míg az elemzés nem mutatott rá egy „dohányzó fegyverre”, amely megmagyarázza ezt az eredményt, a kutatók feltételezik, hogy az okok Botswana összehasonlító nemzeti gazdagságához és az orvosi ellátáshoz való hozzáféréshez kötődnek.

"Botswanában gyémántok vannak, és viszonylag gazdag, "mondja Tishkoff." Ingyenes egészségügyi rendszerrel és ingyenes oktatási rendszerrel rendelkeznek, ami nagyon különbözik Tanzániától. "

"Képzelheti, hogy az afrikai országok nagyon különböző csoportjainak spektrumában - mondja Rubel, "Vannak olyan csoportok, amelyek ezen lágy iparosítási lépéseken mennek keresztül, amelyek a teljes hozzáféréstől a klinikai ellátáshoz való hozzáféréstől a különféle élelmiszerekig bármi lehet. Az antibiotikumok használata valóban megváltoztathatja a bél mikrobiómát, így azok az emberek, akik jobban hozzáférnek ehhez, észrevehető változásokat láthatnak a mikrobiómában. "

Az ilyen eltolódások segíthetnek megmagyarázni a hasonlóságokat a botswanai és az amerikai minták között, bár a kutatók szerint további munkára van szükség annak megerősítésére, hogy ez így van.

Átfogó, azonban, a bél mikrobiómájában nagy különbségek nyilvánvalóak voltak az Egyesült Államok és a legtöbb afrikai között. Afrikán belül, egyes baktériumcsoportok gyakorisága megkülönböztetheti a populációkat etnikai hovatartozás és életmód szerint. Például, a két vadászó-gyűjtögető populáció, a San és a Hadza, különböző bélbaktérium -mintázatokkal rendelkezett a pásztorkodó vagy agropastoralista csoportokhoz képest. Továbbá, a maszáj és a hadza populációban, két csoport, amelyben a férfiak és nők közötti munkamegosztás különösen szélsőséges, a kutatók jelentős nemi különbségeket találtak az általuk elemzett mikrobiomákban.

Hogy jobban megértsük, mit is műveltek a bélben élő baktériumok, a kutatók olyan molekuláris útvonalakat kerestek, amelyek bőségesek voltak a különböző mikrobák között egy adott mintában. Az amerikai mintákban azonosították a környezetszennyezők lebontásának útjait, mint például a biszfenol, amely biszfenol A -t tartalmaz, ismertebb nevén "a rettegett BPA a műanyagokban", - mondja Rubel, valamint a DDT, a rovarölő szer, amely felelős a madarak tojáshéjának ritkításáért, és amelyet az 1970 -es évek óta betiltottak az Egyesült Államokban.

Bizonyítékokat találtak a DDT lebontási útvonalaira, valamint a botswanai mintákban, egy ország, amely továbbra is használja a vegyszert az átvitt betegségekért, például a maláriaért felelős szúnyogok elleni védekezéshez.

Az eredmények számos érdekes kérdést vetnek fel, amelyre a kutatók a jövőben további elemzésekkel és az érc alapos genetikai és genomiális szekvenálásával reménykednek. Továbbá vizsgálják a mintákat annak megállapítására, hogy a gasztrointesztinális kórokozók jelenléte elsődleges szerepet játszhat -e az emberek bél mikrobiota befolyásolásában azokon a területeken, ahol az ilyen fertőzések elterjedtek.

"Munkánk kiterjeszti a növekvő elbeszélést, - mondja Rubel, "ahol úgy tűnik, hogy a mikrobiómák trendjei követik a populációk iparosodási szintjét."

A tudósok megjegyzik, hogy még ezek a távoli afrikai populációk sem statikusak az életmódjukban; A fejlődés és annak környezetre és hagyományos életmódra gyakorolt ​​hatásai változó mikrobiológiai mintázatokban nyilvánulhatnak meg.

"Nagyszerű lenne néhány ilyen csoport hosszantartó tanulmányozása, - mondja Hansen. - Az elkövetkező 20 évben az életük biztosan gyorsan megváltozik, és érdekes lenne látni, hogy elmozdulást találunk -e a mikrobiomában, amikor ezek az életmódbeli tényezők változnak. "

• Bizonyos donorok székletátültetése jobb, mint másoké
• A tanulmány először írja le a bél mikrobiota metabolizmusát csecsemőknél