Tyrimas nustato unikalų kiekvieno žmogaus žarnyno viruso pirštų atspaudą

Mes sukūrėme tvirtą atspirties tašką, kad pamatytume, kaip viromas atrodo žmonėms. Jei galime apibūdinti virusus, kurie palaiko mūsų sveikatą, mes galėtume panaudoti šią informaciją, kad sukurtume būsimą terapiją patogenams, kurių kitaip negalima gydyti vaistais “.

Olivier Zablocki, tyrimo bendraautorius, mikrobiologijos mokslų daktaras Ohajo valstijoje

Tyrimas paskelbtas šiandien (rugpjūčio 24 d.) Žurnale Ląstelių šeimininkas ir mikrobas .

Kalbos apie gerąsias ir blogąsias žarnyno mikrobiomos bakterijas šiais laikais yra įprastos, tačiau virusus žarnyne - ir visur - sunku aptikti, nes jų genomuose nėra bendros geno sekos, kurią daro bakterijų genomai. Tiek daug didžiulės virusų sekos erdvės lieka neištirta, todėl ji dažnai vadinama „tamsiąja medžiaga“.

Šiam darbui, tyrėjai pradėjo nuo 32 tyrimų, atliktų maždaug per dešimtmetį, duomenų, kuriuose žarnyno virusai buvo apžvelgti iš viso 1, 986 sveiki ir sergantys žmonės 16 šalių. Naudojant virusų genomų aptikimo metodus, komanda nustatė daugiau nei 33, 000 skirtingų virusų populiacijų.

„Mes naudojome žinomų virusų mašininį mokymąsi, kad padėtų mums nustatyti nežinomus virusus, “ - sakė pirmoji autorė Ann Gregory, kuri baigė šį darbą būdama magistrantė Ohajo valstijoje. „Mus domino, kiek virusų rūšių galime pamatyti žarnyne, ir mes nustatėme, kiek genų tipų galime pamatyti, nes negalėjome vizualiai pamatyti virusų “.

Jų analizė patvirtino mažesnių tyrimų išvadas, rodančias, kad nors kelios virusų populiacijos buvo bendros žmonių pogrupyje, nėra pagrindinės žarnyno virusų grupės, bendros visiems žmonėms.

Nustatytos kelios tendencijos, tačiau. Sveikiems Vakarų žmonėms, amžius įtakoja virusų įvairovę žarnyne, žymiai padidėja nuo vaikystės iki pilnametystės, ir po to sumažėja po 65 metų. Šis modelis atitinka žinomą žarnyno bakterijų įvairovės atoslūgį ir srautus su viena išimtimi:kūdikių žarnose, kurių imuninė sistema nepakankamai išvystyta, knibžda įvairių tipų virusai, bet mažai bakterijų veislių.

Ne Vakarų šalyse gyvenančių žmonių žarnyno virusų įvairovė buvo didesnė nei vakariečių. Gregory sakė, kad kiti tyrimai parodė, kad ne Vakarų asmenys, persikėlę į JAV ar kitą Vakarų šalį, praranda tą mikrobiomų įvairovę, rodo, kad dieta ir aplinka lemia virusų skirtumus. (Pavyzdžiui, mokslininkai žarnyne rado keletą nepažeistų augalų virusų - vienintelis būdas jiems patekti yra per mitybą.) Virusų įvairovės skirtumai taip pat buvo pastebimi sveikų, o ne sergančių 32 analizuotų tyrimų dalyvių.

„Bendra ekologijos nykščio taisyklė yra ta, kad didesnė įvairovė lemia sveikesnę ekosistemą, "Gregoris sakė." Mes žinome, kad didesnė virusų ir mikrobų įvairovė paprastai yra susijusi su sveikesniu asmeniu. Ir mes matėme, kad sveikesni žmonės linkę į didesnę virusų įvairovę, tai rodo, kad šie virusai gali daryti kažką teigiamo ir atlikti naudingą vaidmenį “.

Beveik visos populiacijos - 97,7 proc. - buvo fagai, kurie yra virusai, užkrečiantys bakterijas. Virusai neturi funkcijos be šeimininko - jie dreifuoja aplinkoje, kol neužkrės kito organizmo, pasinaudodami jo savybėmis, kad padarytų savo kopijas. Labiausiai ištirti virusai naikina jų šeimininko ląsteles, tačiau mokslininkai Ohajo valstijos laboratorijoje, kurioje dirbo Gregory ir Zablocki, atrado vis daugiau fagų tipo virusų, kurie egzistuoja kartu su jų šeimininkais mikrobais ir netgi gamina genus, padedančius ląstelėms šeimininkėms konkuruoti ir išgyventi.

Tos laboratorijos vadovas, vyresnysis studijų autorius Matthew Sullivan, turi žvilgsnį į „fagų terapiją“-100 metų senumo idėją panaudoti fagus antibiotikams atsparių patogenų ar superbakterų naikinimui.

„Fagai yra didžiulio tarpusavyje susijusio organizmų tinklo dalis, kurie gyvena su mumis ir ant mūsų, ir kai plataus spektro antibiotikai naudojami kovai su infekcija, jie taip pat kenkia mūsų natūraliam mikrobiomui, "Sullivanas sakė." Mes kuriame įrankių rinkinį, kad galėtume išplėsti savo supratimą ir galimybes panaudoti fagus, kad sutrikdytos mikrobiomos būtų sureguliuotos į sveiką būseną.

„Svarbu, tokia terapija turėtų paveikti ne tik mūsų žmogaus mikrobiomą, bet ir kitiems gyvūnams, augalai ir sukurtos sistemos, skirtos kovoti su patogenais ir superbakteriais. Jie taip pat galėtų būti pagrindas tam, ką galime apsvarstyti pasaulio vandenynuose kovodami su klimato kaita “.

Mikrobiologijos ir civilinės profesorius, aplinkos ir geodezinė inžinerija, Sullivanas padėjo užmegzti tarpdisciplininį bendradarbiavimą Ohajo valstijoje. Neseniai jis įkūrė ir vadovauja naujajam Ohajo valstijos mikrobiomų mokslo centrui ir kartu vadovauja Infekcinių ligų instituto mikrobų bendruomenių programai.

Zablocki pažymėjo, kad dar reikia daug sužinoti apie virusų funkcijas žarnyne - tiek naudingas, tiek žalingas.

„Aš tai matau kaip vištą ir kiaušinį, "Mes sakėme ligą ir matome bendruomenės struktūrą. Ar liga atsirado dėl šios bendruomenės struktūros, ar liga sukelia mūsų matomą bendruomenės struktūrą? Šis standartizuotas duomenų rinkinys leis mums spręsti šiuos klausimus. "

• Sveikatos ekspertai pateikia gaires dėl mokslinio sinbiotikų tyrimo
• Ilgalaikis IBD pobūdis yra susijęs su ilgaamžėmis imuninėmis ląstelėmis, sukeliančiomis žalingą uždegimą