ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Jesmo li pretili? Odgovor je u velikoj nuždi

U svima nama žive mikrobi, i korisni i oni koji to nisu, koji čine zajednicu poznatu pod nazivom mikrobiom. Najnovije istraživanje koje su proveli Ryan Newton i njegovi suradnici pokazalo je da se analizom ljudskog mikrobioma koja se temelji na analizi kanalizacije mogu dijagnosticirati zdravstveni problemi na razini cijele populacije.

Globalno nadziranje ljudske populacije i njenih aktivnosti poprima brojne oblike: od satelitskog snimanja do popisa stanovništva kojima se prikupljaju podaci koji će pripomoći odlučivanju o daljnjim propisima koje valja donesti. Na toj razini možemo i prikupljati podatke za procjenu zdravlja cijele nacije. Projekti poput BiobankUK i projekta 1000 Genomes Projekt pokušavaju u potpunosti opisati genetiku i zdravlje ljudi na razini stanica i molekula pomoću informacija na razini pojedinca i populacije. To će rezultirati stvaranjem karte bolesti Ujedinjenog Kraljevstva koja će možda biti povezana s genetskim informacijama i faktorima koji imaju značajan utjecaj na zdravlje.

Bakterije i virusi znatno su brojniji u tijelu od ljudskih stanica

Ovi se projekti usredotočuju na ljudski genom, no mi ipak nismo isključivo ljudi. Svatko od nas nastanjen je mikrobima: bakterijama, virusima, gljivicama i praživotinjama. Samo su bakterijske stanice 20 puta brojnije od naših vlastitih. Nitko nije procijenio broj virusa, ali očekuje se da je njih između 10 i 100 puta više od bakterija. U ljudskom tijelu geni mikroba brojčano nadmašuju ljudske gene 200 puta.

Sada možemo razmotriti ne samo količinu mikroba u tijelu, već također možemo i otkriti koji su i koja je njihova funkcija. Sekvenciranjem DNK u velikom razmjeru saznaje se koje bakterije dominiraju u različitim okruženjima i u različitim procesima. Tim se sekvencioniranjem utvrđuje identitet mikroba, a može se utvrditi i njihova funkcija na molekularnoj razini. To je posebno korisno u opisu ljudskog mikrobioma i njegova značaja za ljudsko zdravlje.

Mikrobi nas štite, ali i upozoravaju na bolesti

Mikrobi koji tvore naš mikrobiom omogućuju zaštitu od bolesti, upotpunjuju naš imunološki sustav, potpomažu preradi hrane u jednostavnije spojeve, te pružaju osnovne nutrijente poput vitamina K. Genetski profil bakterija u fekalijama daje pojedinačne otiske prstiju mikroba. To pokazuje da mikrobiom u ljudi ima dijeljenu osnovnu mikrobiološku funkciju uz određene varijacije u mikrobiološkom sastavu.

Mikrobi u utrobi također se razlikuju s obzirom na dob prerađivanja, prehrambene promjene, razdoblja bolesti i kroz različite ljudske populacije. Promjene u raznolikosti mikrobioma povezane su s određenim kroničnim bolestima kao što su upalne bolesti crijeva. Pregledom mikrobiološkog profila bakterija u crijevima čak možemo razlikovati ljude s Chronovom bolešću, one sa sindromom nervoznih crijeva pa i one s ulceroznim kolitisom.

Dokazi iz kanalizacije

Ova vrsta dijagnostičke analize sada je dovedena korak dalje. I dok je poznato da su fekalije pokazatelj mikroba u utrobi u i među ljudskom populacijom, Ryan Newton i njegovi suradnici proučili su uzorke kanalizacije i usporedili ih s uzorcima ljudskih fekalija. Rezultati su pokazali da kanalizacija točno održava složeni mikrobiom fekalija ljudi, ne samo na razini pojedinca, već i na različitim demografskim razinama kao što su grad, država ili kontinent. To je ispitano na uzorku 71 grada diljem SAD-a.

Među ostalim osnovnim otkrivenim organizmima, značajna je varijacija otkrivena na razini populacije u odnosu na razini pojedinca. Ta je varijacija okupljena u tri primarne zajednice iz različitih skupina mikroba: Bacteroidaceae, Prevotellaceae ili Lachnospiraceae/Ruminococcaceae. Ovi distribucijski uzorci odražavaju varijacije ljudske populacije te se iz njih čak vidi predstavljaju li uzorci vitko ili pretilo stanovništvo i to s preciznošću od 81 do 89 posto.

No, zašto jednostavno ne bismo procjenjivali debele ili vitke sjedeći potajno promatrajući ljude na krcatoj željezničkoj stanici nego da izdvajamo bakterije iz kanalizacije? Pa, šanse da će svi stanovnici proći mimo našeg promatrača u nekom trenutku su zbilja male, ali su zato šanse da će svi dati svoj uzorak u kanalizaciji znatno veće te da će tako oni biti podložni snimanju kanalizacijskog molekularnog satelita. Uz to, analizom kanalizacije može se otkriti puno više zdravstvenih pitanja od jednostavnog određivanja težine stanovništva.

Ograničenja ovog pristupa

Naravno, i ovaj pristup ima nekih ograničenja, no kao sredstvo analize podataka na razini gradova, zemalja ili kontinenata ograničavajući faktor može biti koliko mnogo uzoraka možemo prikupiti i analizirati.

Puni potencijal ove tehnike tek se treba ostvariti, ali napredak u sekvencioniranju i bioinformatici, u kombinaciji s analizom povećane osjetljivosti, može učiniti praćenje kanalizacije uobičajenim dijelom zdravstvene analize. Metoda bi se mogla upotrebljavati za politike informiranja na lokalnim i nacionalnim razinama, te u konačnici može čak doprinijeti strategijama osobnog zdravlja.

Izvor: IFLSci

Podijeli.