Zdanlivo identické baktérie môžu mať odlišný účinok

Náš črevný mikrobióm - doplnok baktérií, ktoré nosíme v črevách - je spojený so všetkým, od obezity a cukrovky po srdcové choroby a dokonca aj neurologické poruchy a rakovinu. V posledných rokoch, vedci triedia viacero bakteriálnych druhov, ktoré osídľujú mikrobiómy, pýtať sa, ktoré z nich môžu byť zapojené do konkrétnych porúch. Ale dokument publikovaný dnes v Príroda sa zaoberal novou otázkou:„Čo keď sa ten istý mikrób u rôznych ľudí líši?“

Je už dlho známe, že genómy mikróbov nie sú fixované od narodenia, ako sú naši. Sú schopní stratiť časť svojich génov, výmena génov s inými mikroorganizmami, alebo získať nové zo svojho prostredia. Preto podrobné porovnanie genómov zdanlivo identických baktérií odhalí sekvencie DNA, ktoré sa vyskytujú v jednom genóme a nie v iných, alebo prípadne sekvencie, ktoré sa objavia iba raz v jednom a niekoľkokrát v iných. Tieto rozdiely sa nazývajú štruktúrne varianty. Štrukturálne varianty - aj tie najmenšie - sa môžu premietnuť do obrovských rozdielov v spôsoboch interakcie mikróbov s ich ľudskými hostiteľmi. Variantom môže byť rozdiel medzi benígnou a patogénnou prítomnosťou, alebo by to mohlo dať baktériám odolnosť voči antibiotikám.

Dr. David Zeevi a Tal Korem, pôvodne v laboratóriu profesora Erana Segala na Weizmannovom inštitúte vedy a potom na súčasných pozíciách na univerzitách Rockefeller a Columbia, vyvinuté algoritmy, ktoré systematicky identifikujú štrukturálne varianty naprieč ľudskými črevnými mikrobiómami. Vedci začali s mikrobiómami od takmer 900 izraelských subjektov, v ktorých sa im podarilo identifikovať viac ako 7, 000 variantov. Ďalšie, nadviazali spoluprácu s holandskými vedcami z University of Groningen, v Holandsku, a tieto varianty hľadali v mikrobiómoch veľkej skupiny holandských subjektov. Väčšinu štrukturálnych variantov, ktoré identifikovali u izraelských subjektov, bolo možné nájsť aj medzi holandskými, napriek rozdielom v genetike a životnom štýle medzi skupinami.

Vedci sa ďalej pýtali, či niektorý zo štruktúrnych variantov, ktoré identifikovali, súvisí so zdravím alebo chorobou. Skupina mala viac ako 100 osôb, ktoré súviseli s rizikovými faktormi chorôb. Mnoho z týchto asociácií sa znova replikovalo v holandskej kohorte.

V jednom prípade, jedinci, ktorí mali v genóme konkrétneho mikrobiálneho druhu vo svojom mikrobióme prítomný určitý variant, boli o 6 kg tenší a mali o 4 cm užší pás, v priemere, než jednotlivci, ktorí mali rovnakého mikróba - ale ten, ktorý v sebe neukrýval tento konkrétny variant. Vedci potom analyzovali gény kódované v tomto variante a zistili, že dáva baktérii potenciálnu schopnosť premeniť niektoré cukry na látku zvanú butyrát. Butyrát je malá mastná kyselina, ktorá voní ako zatuchnuté maslo (odtiaľ pochádza aj jeho názov, zo starovekej gréčtiny pre „maslo“); napriek svojmu zápachu, butyrát má protizápalové účinky a pozitívny vplyv na metabolizmus. Táto schopnosť, hovoria vedci, by mohlo pomôcť vysvetliť hmotnostný rozdiel medzi osobami, ktoré prenášajú baktérie, a tými, ktoré nemajú štruktúrny variant.

Zistenie naznačuje, že metóda, ktorú skupina vyvinula, by mohla pomôcť vedcom určiť spojenia medzi naším mikrobiómom, zdravie a choroby, ktoré môžu byť inými spôsobmi vynechané. „Skutočný potenciál tohto prístupu, “hovorí Zeevi, „spočíva v tom, že nám to umožňuje hľadať skutočné mechanizmy za asociáciami, ktoré nachádzame.“

Segal odhaduje, že v mikrobióme ľudského čreva môžu byť desaťtisíce štruktúrnych variantov a tisíce z nich môžu byť spojené s ochorením a rizikom ochorenia. Pretože tvorba mikrobiómu sa podieľa na mnohých rôznych syndrómoch a poruchách, tento výskum by mohol mať trvalý vplyv na hľadanie lepších, cielenejšie probiotiká na liečbu chorôb.

• Rybí sliz by mohol byť potenciálnym zdrojom výskumu nálezov antibiotík
• Samotné vzdelávanie lekárov nemusí mať citeľný vplyv na predpisovanie sadzieb,