Mokslininkai sieja žmogaus žarnyne esančių bakterijų „genetinius parašus“ su daugybe ligų

Tai atveria langą bandymams, kuriuose naudojama kryžminė liga, kurti, genais pagrįsti paciento sveikatos rodikliai. Mes nustatėme genetinius žymenis, kurie, mūsų manymu, galiausiai gali sukelti testus, arba tik vienas testas, nustatyti asociacijas su daugybe sveikatos būklių “.

Bradenas Tierney, Pirmasis autorius ir magistrantas, Biologijos ir biomedicinos mokslų programa, Harvardo medicinos mokykla

Mokslininkai įspėja, kad jų tyrimas nebuvo skirtas tiksliai išsiaiškinti, kaip ir kodėl šie mikrobų genai gali būti susiję su skirtingomis ligomis. Iki šiol, jie sakė, lieka neaišku, ar šios bakterijos dalyvauja ligų vystyme, ar yra tik pašaliniai asmenys šiame procese.

Tyrimo tikslas buvo nustatyti, ar genų grupės gali patikimai parodyti įvairių ligų buvimą. Šie naujai nustatyti mikrobų genetiniai parašai, vis dėlto, galėtų būti toliau tiriamas siekiant nustatyti, koks vaidmuo, jei bet kuris, organizmai prisideda prie ligos vystymosi.

"Mūsų tyrimas pabrėžia duomenų mokslo vertę, kad būtų pašalinta sudėtinga mikrobų ir žmonių sąveika, “, - sakė vyresnysis tyrimo autorius Chirag Patel, biomedicinos informatikos docentas HMS Blavatnik institute.

Tyrėjai pradėjo rinkti mikrobiomų duomenis iš 13 pacientų grupių, iš viso daugiau nei 2, 500 mėginių. Kitas, jie išanalizavo duomenis, kad nustatytų ryšius tarp septynių ligų ir milijonų mikrobų rūšių, mikrobų metabolizmo keliai, ir mikrobų genai. Išbandę įvairius modeliavimo metodus-iš viso apskaičiuodami 67 milijonus skirtingų statistinių modelių-jie galėjo stebėti, kokios mikrobiomos savybės nuolat atsirado kaip stipriausi su liga susiję kandidatai.

Iš visų mikrobų savybių-rūšių, keliai, ir genai-mikrobų genai turėjo didžiausią nuspėjamąją galią. Kitaip tariant, tyrėjai sakė, bakterijų genų grupės, arba genetiniai parašai, o ne tik tam tikrų bakterijų šeimų buvimas, buvo labiausiai susiję su tam tikros būklės buvimu.

Kai kurie pagrindiniai pastebėjimai buvo šie:

Bakterijų genų grupės, arba genetiniai parašai, o ne atskiri bakteriniai genai, yra susiję su įvairių tipų žmonių ligomis.

Vainikinių arterijų liga, uždegiminė žarnų liga, ir kepenų cirozė turi panašius žarnyno mikrobiomos genetinius parašus.

2 tipo diabetas, priešingai, turi mikrobiomo parašą, skirtingai nei bet kuris kitas išbandytas fenotipas.

Analizė nerado nuoseklaus ryšio tarp bakterijų rūšies Solobacterium moorei ir gaubtinės žarnos vėžio-asociacijos, apie kurią anksčiau buvo pranešta daugelyje tyrimų. Tačiau, tyrėjai iš tikrųjų nustatė tam tikrus genus iš S. moorei porūšio, susijusio su gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiu. Ši išvada rodo, kad genų lygio analizė gali suteikti tikslesnius ir konkretesnius ligos biologinius žymenis, palyginti su dabartiniais metodais.

Patel sakė, kad šis rezultatas pabrėžia nuomonę, kad riziką gali kelti ne tik tam tikros bakterijų šeimos buvimas, o veikiau svarbių mikrobų padermės ir genų parašai. Gebėjimas taip tiksliai identifikuoti jungtis bus labai svarbus kuriant bandymus, kurie gali patikimai įvertinti riziką, jis pridėjo. Taigi, šiame konkrečiame pavyzdyje, bandymas, skirtas storosios žarnos vėžio rizikai matuoti, vien tik aptikti S. moorei buvimą žarnyne, gali būti ne toks patikimas kaip patobulintas tyrimas, kuriuo matuojami bakterijų genai, siekiant nustatyti specifinių S. moorei padermių buvimą, susijusias su storosios žarnos vėžys.

Dvi sąlygos-ausų uždegimas ir gerybiniai minkštųjų audinių navikai, vadinami adenomomis-parodė silpną ryšį su žarnyno mikrobioma, rodo, kad žmogaus žarnyne gyvenantys mikroorganizmai greičiausiai neturės įtakos šių sąlygų vystymuisi, jie taip pat nėra patikimi rodikliai, rodantys, kad šios sąlygos yra.

Ankstesniame tyrime, HMS komanda naudojo didžiulį kiekį viešai prieinamų DNR sekos duomenų iš žmogaus burnos ir žarnyno mikrobiomų, kad įvertintų mikrobų genų visatos dydį žmogaus kūne. Analizė atskleidė, kad stebimoje visatoje kolektyviniame žmogaus mikrobiome gali būti daugiau genų nei žvaigždžių.

Atsižvelgiant į didžiulį mikrobų genų, esančių žmogaus kūne, skaičių, naujos išvados yra didelis žingsnis į priekį siekiant suprasti žmogaus ligų ir žmogaus mikrobiomos sąveikos sudėtingumą, sakė tyrėjai.

„Galutinis skaičiavimo mokslo tikslas yra sukurti hipotezes iš didžiulio duomenų kiekio, "sakė Tierney." Mūsų darbas rodo, kad tai galima padaryti, ir atveria tiek naujų galimybių tyrimams ir tyrimams, kad mus riboja tik laikas, žmonės, ir išteklių, reikalingų šiems bandymams atlikti “.

• „Sequentia“ bendradarbiavo su „Nextbiomics“, kad gautų naują imunizacijos nuo COVID-19 modelį
• Nanotechnologijų ir COVID-19 diagnostika ir gydymas