Όπως τα γονίδια, τα μικρόβια του εντέρου σας περνούν από τη μία γενιά στην άλλη
 Το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί επίσης να παίζει ρόλο στην εξατομικευμένη ιατρική. nopparit/iStock μέσω Getty Images Plus

Όταν οι πρώτοι άνθρωποι έφυγαν από την Αφρική, έφεραν μαζί τους τα μικρόβια του εντέρου τους. Αποδεικνύεται ότι μαζί τους εξελίχθηκαν και αυτά τα μικρόβια.

Η μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου αποτελείται από εκατοντάδες έως χιλιάδες είδη βακτηρίων και αρχαία. Μέσα σε ένα δεδομένο είδος μικροβίου, διαφορετικά στελέχη φέρουν διαφορετικά γονίδια που μπορούν επηρεάζουν την υγεία σας και τις ασθένειες στις οποίες είστε επιρρεπείς.

Υπάρχει έντονη παραλλαγή στη μικροβιακή σύνθεση και την ποικιλομορφία του μικροβιώματος του εντέρου μεταξύ ανθρώπων που ζουν σε διαφορετικές χώρες σε όλο τον κόσμο. Αν και οι ερευνητές αρχίζουν να κατανοούν ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τη σύνθεση του μικροβιώματος, όπως η διατροφή, εξακολουθεί να υπάρχει περιορισμένη κατανόηση του γιατί διαφορετικές ομάδες έχουν διαφορετικά στελέχη του ίδιου είδους μικροβίων στα έντερά τους.

Είμαστε ερευνητές που μελετάμε μικροβιακή εξέλιξη και μικροβιοκτόνα. Δικός μας μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα διαπίστωσε ότι όχι μόνο τα μικρόβια διαφοροποιήθηκαν με τους πρώιμους σύγχρονους ανθρώπινους ξενιστές τους καθώς ταξίδευαν σε όλη την υδρόγειο, αλλά ακολούθησαν την ανθρώπινη εξέλιξη περιορίζοντας τον εαυτό τους στη ζωή στο έντερο.


εσωτερικά εγγραφείτε γραφικό


Το μικροβίωμα του εντέρου παίζει βασικό ρόλο σε πολλούς τομείς της υγείας σας.

 

Τα μικρόβια μοιράζονται την εξελικτική ιστορία με τους ανθρώπους

Υποθέσαμε ότι καθώς οι άνθρωποι εξαπλώθηκαν σε όλο τον κόσμο και διαφοροποιήθηκαν γενετικά, το ίδιο έκαναν και τα μικροβιακά είδη στα έντερά τους. Με άλλα λόγια, τα μικρόβια του εντέρου και οι ανθρώπινοι ξενιστές τους «κωδικοποιήθηκαν» και εξελίχθηκαν μαζί – όπως τα ανθρώπινα όντα διαφοροποιήθηκαν έτσι ώστε οι άνθρωποι στην Ασία να φαίνονται διαφορετικοί από τους ανθρώπους στην Ευρώπη, το ίδιο και τα μικροβιώματά τους.

Για να εκτιμηθεί αυτό, χρειαζόταν να ζευγαρώσουμε δεδομένα ανθρώπινου γονιδιώματος και μικροβιώματος από ανθρώπους σε όλο τον κόσμο. Ωστόσο, τα σύνολα δεδομένων που παρείχαν τόσο δεδομένα μικροβιώματος όσο και πληροφορίες γονιδιώματος για άτομα ήταν περιορισμένα όταν ξεκινήσαμε αυτήν τη μελέτη. Τα περισσότερα δημόσια διαθέσιμα δεδομένα προέρχονταν από τη Βόρεια Αμερική και τη Δυτική Ευρώπη και χρειαζόμασταν δεδομένα που να είναι πιο αντιπροσωπευτικά των πληθυσμών σε όλο τον κόσμο.

Έτσι, η ερευνητική μας ομάδα χρησιμοποίησε υπάρχοντα δεδομένα από το Καμερούν, τη Νότια Κορέα και το Ηνωμένο Βασίλειο, και επιπλέον στρατολόγησε μητέρες και τα μικρά παιδιά τους στη Γκαμπόν, το Βιετνάμ και τη Γερμανία. Συλλέξαμε δείγματα σάλιου από τους ενήλικες για να εξακριβώσουμε τον γονότυπο ή τα γενετικά χαρακτηριστικά τους και δείγματα κοπράνων για να καθορίσουμε την αλληλουχία των γονιδιωμάτων των μικροβίων του εντέρου τους.

Για την ανάλυσή μας, χρησιμοποιήσαμε δεδομένα από 839 ενήλικες και 386 παιδιά. Για να αξιολογήσουμε την εξελικτική ιστορία των ανθρώπων και των μικροβίων του εντέρου, δημιουργήσαμε φυλογενετικά δέντρα για κάθε άτομο και για 59 στελέχη των πιο κοινών μικροβιακών ειδών.

Όταν συγκρίναμε τα ανθρώπινα δέντρα με τα μικροβιακά δέντρα, ανακαλύψαμε μια κλίση του πόσο καλά ταίριαζαν. Ορισμένα βακτηριακά δέντρα δεν ταίριαζαν καθόλου με τα ανθρώπινα δέντρα, ενώ μερικά ταίριαζαν πολύ καλά, υποδεικνύοντας ότι αυτά τα είδη κωδικοποιήθηκαν με τους ανθρώπους. Ορισμένα μικροβιακά είδη, στην πραγματικότητα, ήταν μαζί για την εξελικτική διαδρομή για πάνω από εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.

cut micos2 0 17 Αυτά τα δύο φυλογενετικά δέντρα ανθρώπινων συμμετεχόντων (αριστερά) και ένα βακτηριακό είδος (δεξιά) ταιριάζουν πολύ, υποδεικνύοντας ότι πιθανότατα διαφοροποιήθηκαν μαζί κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Ανατύπωση με άδεια από τους Suzuki et al., Science Volume 377, abm7759 (2022), CC BY-NC-ND

Βρήκαμε επίσης ότι τα μικρόβια που εξελίχθηκαν παράλληλα με τους ανθρώπους έχουν ένα μοναδικό σύνολο γονιδίων και χαρακτηριστικών σε σύγκριση με μικρόβια που δεν είχαν κωδικοποιηθεί με τους ανθρώπους. Τα μικρόβια που συνεργάζονται με τον άνθρωπο έχουν μικρότερα γονιδιώματα και μεγαλύτερη ευαισθησία σε οξυγόνο και θερμοκρασία, ως επί το πλείστον ανίκανα να ανεχθούν συνθήκες κάτω από τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος.

Αντίθετα, τα μικρόβια του εντέρου με ασθενέστερους δεσμούς με την ανθρώπινη εξέλιξη έχουν χαρακτηριστικά και γονίδια χαρακτηριστικά των ελεύθερων βακτηρίων στο εξωτερικό περιβάλλον. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι τα κωδικοποιημένα μικρόβια εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις περιβαλλοντικές συνθήκες του ανθρώπινου σώματος και πρέπει να μεταδίδονται γρήγορα από το ένα άτομο στο άλλο, είτε μεταβιβάζονται από γενιά σε γενιά είτε μεταξύ ανθρώπων που ζουν στις ίδιες κοινότητες.

Επιβεβαιώνοντας αυτόν τον τρόπο μετάδοσης, διαπιστώσαμε ότι οι μητέρες και τα παιδιά τους είχαν τα ίδια στελέχη μικροβίων στα έντερά τους. Τα μικρόβια που δεν ήταν κωδικοποιημένα, αντίθετα, ήταν πιο πιθανό να επιβιώσουν καλά έξω από το σώμα και μπορεί να μεταδοθούν ευρύτερα μέσω του νερού και του εδάφους.

Μικρόβια του εντέρου και εξατομικευμένη ιατρική

Η ανακάλυψή μας ότι τα μικρόβια του εντέρου εξελίχθηκαν μαζί με τους ανθρώπινους ξενιστές τους προσφέρει έναν άλλο τρόπο για να δείτε το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου. Τα μικρόβια του εντέρου έχουν περάσει μεταξύ των ανθρώπων για εκατοντάδες έως χιλιάδες γενιές, έτσι ώστε καθώς οι άνθρωποι άλλαξαν, άλλαξαν και τα μικρόβια του εντέρου τους. Ως αποτέλεσμα, ορισμένα μικρόβια του εντέρου συμπεριφέρονται σαν να αποτελούν μέρος του ανθρώπινου γονιδιώματος: Είναι πακέτα γονιδίων που μεταβιβάζονται μεταξύ γενεών και μοιράζονται από συγγενικά άτομα.

Εξατομικευμένη ιατρική και οι γενετικές δοκιμές αρχίζουν να κάνουν τις θεραπείες πιο συγκεκριμένες και αποτελεσματικές για το άτομο. Γνωρίζοντας ποια μικρόβια είχαν μακροχρόνιες συνεργασίες με ανθρώπους μπορεί να βοηθήσει τους ερευνητές να αναπτύξουν θεραπείες που βασίζονται στο μικροβίωμα ειδικές για κάθε πληθυσμό. Οι κλινικοί γιατροί χρησιμοποιούν ήδη προβιοτικά τοπικής προέλευσης που προέρχονται από τα μικρόβια του εντέρου των μελών της κοινότητας για τη θεραπεία του υποσιτισμού.

Τα ευρήματά μας βοηθούν επίσης τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς τα μικρόβια μεταβαίνουν οικολογικά και εξελικτικά από την «ελεύθερη διαβίωση» στο περιβάλλον στην εξάρτηση από τις συνθήκες του ανθρώπινου εντέρου. Τα κωδικοποιημένα μικρόβια έχουν χαρακτηριστικά και γονίδια που θυμίζει βακτηριακές συμβιώσεις που ζουν μέσα σε ξενιστές εντόμων. Αυτά τα κοινά χαρακτηριστικά υποδηλώνουν ότι άλλοι ζωικοί ξενιστές μπορεί επίσης να έχουν μικρόβια του εντέρου που κωδικοποιήθηκαν μαζί τους κατά την εξέλιξη.

Δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στα μικρόβια που μοιράζονται την ανθρώπινη εξελικτική ιστορία μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση της κατανόησης του ρόλου που παίζουν στην ανθρώπινη ευημερία.

Σχετικά με τους συγγραφείς

Taichi A. Suzuki, Μεταδιδακτορικός Ερευνητικός Συνεργάτης στην Επιστήμη του Μικροβιώματος, Ινστιτούτο Βιολογίας Max Planck και Ρουθ Λέι, Διευθυντής, Τμήμα Επιστήμης Μικροβιώματος, Ινστιτούτο Βιολογίας Max Planck

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικές Βιβλία:

The Body Keeps the Score: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma

από τον Bessel van der Kolk

Αυτό το βιβλίο διερευνά τις συνδέσεις μεταξύ του τραύματος και της σωματικής και ψυχικής υγείας, προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη θεραπεία και την ανάρρωση.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

Breath: The New Science of a Lost Art

από τον James Nestor

Αυτό το βιβλίο διερευνά την επιστήμη και την πρακτική της αναπνοής, προσφέροντας ιδέες και τεχνικές για τη βελτίωση της σωματικής και ψυχικής υγείας.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

Το παράδοξο των φυτών: Οι κρυμμένοι κίνδυνοι σε «υγιεινές» τροφές που προκαλούν ασθένειες και αύξηση βάρους

από τον Steven R. Gundry

Αυτό το βιβλίο διερευνά τους δεσμούς μεταξύ διατροφής, υγείας και ασθένειας, προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτίωση της συνολικής υγείας και ευεξίας.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

The Immunity Code: The New Paradigm for Real Health and Radical Anti-aging

από τον Joel Greene

Αυτό το βιβλίο προσφέρει μια νέα προοπτική για την υγεία και την ανοσία, βασιζόμενη στις αρχές της επιγενετικής και προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτιστοποίηση της υγείας και της γήρανσης.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία

Ο πλήρης οδηγός νηστείας: Θεραπεύστε το σώμα σας μέσω διαλείπουσας, εναλλασσόμενης ημέρας και παρατεταμένης νηστείας

από τον Δρ Jason Fung και τον Jimmy Moore

Αυτό το βιβλίο διερευνά την επιστήμη και την πρακτική της νηστείας προσφέροντας ιδέες και στρατηγικές για τη βελτίωση της συνολικής υγείας και ευεξίας.

Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία