Noi, oamenii, am fost întotdeauna foarte preocupați de sănătatea corpului nostru, dar nu am putut întotdeauna să înțelegem ce este important. Luați, de exemplu, vechii egipteni: erau foarte îngrijorați de părțile corpului lor de care credeau că au nevoie în viața de apoi, dar au lăsat pe alții în urmă. Acesta, de exemplu. Deși au păstrat cu atenție stomacul, plămânii, ficatul etc., pur și simplu au distrus creierul, l-au drenat prin nări și l-au aruncat, ceea ce este de fapt logic, pentru că ce face un creier pentru noi? Dar imaginați-vă că există un organ neglijat în corpurile noastre care cântărește la fel de mult ca creierul și care este cumva la fel de important pentru cine suntem, dar știm atât de puțin despre el și arătăm o astfel de lipsă de atitudine. Imaginați-vă că prin noi descoperiri științifice începem să înțelegem semnificația acesteia în termeni de modul în care gândim despre noi înșine. Nu ai vrea să afli mai multe despre el?

noștri

Se pare că avem exact așa ceva - intestinele noastre sau mai degrabă microbii lor. Dar nu doar germenii din intestinul nostru sunt importanți. Microbii din corpul nostru sunt esențiali pentru a avea o grămadă de diferențe care fac diferiți oameni așa cum sunt. De exemplu, ați observat că unii oameni sunt mușcați de țânțari mult mai des decât alții?

Se pare că experiențele oamenilor din camping sunt de fapt credibile. De exemplu, rareori sunt mușcat de țânțari, dar partenerul meu Amanda atrage turme întregi și motivul este prezența diferiților microbi pe piele care produc diferite substanțe chimice pe care țânțarii le observă.

Microbii sunt foarte importanți în medicină. De exemplu, germenii din intestin determină dacă anumite analgezice sunt toxice pentru ficat. Ele stabilesc dacă alte medicamente vor funcționa pentru boala cardiacă. Și dacă ești o muscă a fructelor, germenii determină cu cine vrei să faci sex. Nu am descoperit încă acest lucru la oameni, dar este doar o chestiune de timp înainte să îl înțelegem. (A rade)

Microbii îndeplinesc o gamă largă de funcții. Acestea ne ajută cu digestia, dezvoltarea sistemului imunitar și rezistența noastră la boli și pot influența și comportamentul nostru. Deci, cum va arăta o hartă a tuturor acestor comunități microbiene? Acest lucru nu va fi adevărat, dar această hartă este utilă pentru înțelegerea biodiversității. Diferitele părți ale lumii au diferite tipuri de organisme care au caracteristici distinctive pentru unul, al doilea sau al treilea loc. Este aproape la fel în microbiologie, deși trebuie să fiu sincer cu tine - în general, toți microbii arată la fel la microscop. În loc să încercăm să le recunoaștem vizual, ceea ce facem este să le vedem secvențele ADN într-un singur proiect - Proiectul Microbiomului Uman. Institutul de Sănătate a finanțat-o cu 173 milioane dolari. În ea, sute de oameni de știință lucrează împreună pentru a marca pe o hartă locațiile A, T, G, C și a tuturor microbilor din corpul uman. Când le puneți împreună, arată așa. Acum este puțin mai greu să-ți dai seama cine locuiește unde, nu-i așa?

Dar acest lucru nu înseamnă că două persoane arată practic la fel într-un habitat al corpului. Probabil ați auzit că suntem aproape la fel în ceea ce privește ADN-ul nostru uman. Sunteți 99,99 la sută identic cu persoana de lângă dvs. în ceea ce privește ADN-ul uman. Dar acest lucru nu se aplică microbilor dvs. intestinali - este posibil să aveți o asemănare de doar 10% cu cel care stă lângă dvs. în ceea ce privește microbii intestinali. Aceasta este diferența dintre bacteriile din această prerie și bacteriile din această pădure.

Acești microbi diferiți au toate aceste funcții diferite despre care v-am spus, totul, de la digestie la implicarea în diferite boli, absorbția medicamentelor etc. Cum realizează toate acestea? Acest lucru se datorează parțial faptului că, deși există doar 1,36 kg din acești microbi în intestin, aceștia ne depășesc în număr. Cu cat mai mult? Depinde de modul în care ne gândim la corpurile noastre. Sunt celulele noastre? Fiecare dintre noi este alcătuit din 10 trilioane de celule umane, dar adăpostim și 100 de trilioane de celule microbiene. În acest caz, ne depășesc cu 10 la 1. Poate credeți că suntem umani pe baza ADN-ului nostru, dar se dovedește că fiecare dintre noi are aproximativ 20.000 de gene umane, în funcție de ceea ce numărați exact, dar din 2 în sus la 20 de milioane de gene microbiene. Indiferent de modul în care îl privim, suntem depășiți de simbionții noștri microbieni. Se pare că, pe lângă ADN-ul nostru uman, lăsăm urme de ADN microbian pe tot ceea ce atingem. În urmă cu câțiva ani, am arătat într-un studiu că puteți compara palma cuiva cu mouse-ul computerului pe care îl folosește în mod obișnuit cu o precizie de până la 95%. A apărut într-o revistă științifică în urmă cu câțiva ani, dar, mai important, a fost afișat pe „CSI: Miami”, așa că acum știi că este adevărat. (A rade)

De unde provin majoritatea microbii noștri? Dacă aveți câini sau copii ca mine, probabil că aveți unele îndoieli cu privire la asta, care, apropo, sunt valabile. Așa cum putem face o potrivire computer-mână prin germenii pe care îi împărtășiți, putem face același lucru cu câinele dvs. Se pare că la persoanele în vârstă, comunitățile microbiene sunt relativ stabile, așa că, chiar dacă locuiți cu cineva, vă veți păstra identitatea microbiană separată săptămâni, luni, chiar ani.

Se pare că primele noastre comunități microbiene depind foarte mult de modul în care ne-am născut. La bebelușii născuți în mod natural, toți germenii sunt ca în comunitatea vaginală, în timp ce la cei cu cezariană, toți germenii arată ca cei din comunitatea pielii. Putem asocia unele diferențe de sănătate cu o cezariană, cum ar fi astmul mai mare, alergiile și chiar obezitatea, toate acestea fiind deja asociate cu germeni. Când vă gândiți la asta, până de curând, fiecare mamifer supraviețuitor s-a născut prin canalul de naștere, astfel încât lipsa acestor microbi de protecție cu care am co-evoluat poate fi critică pentru o varietate de boli în care știm deja că este implicat microbiomul .

Când propria mea fiică s-a născut cu ani în urmă prin cezariană, ne-am ocupat de ea pentru a ne asigura că va intra în contact cu germenii vaginali pe care trebuia să-i ia în mod natural. Este foarte greu să știi dacă tocmai asta i-a afectat sănătatea. Judecând după un singur copil, oricât de mult o iubim, nu avem suficienți copii pentru a înțelege ce se întâmplă, dar are doi ani și nu a avut încă o infecție a urechii, așa că ne ținem degetele încrucișate . Începem să facem studii clinice cu mai mulți copii pentru a vedea dacă acest lucru are un efect protector în general.

Cum ne naștem este de o mare importanță pentru ce microbi avem la început, dar ce se întâmplă în continuare? Ceea ce vă arăt din nou este harta de date din Proiectul Microbiomului uman: fiecare punct reprezintă un loc pe corpul unuia din 250 de adulți sănătoși. Ați văzut cum copiii se dezvoltă fizic, mental. Acum, pentru prima dată, veți vedea cum se dezvoltă microbial copiii unuia dintre colegii mei. Vom vedea acum scaunul unui bebeluș - comunitatea fecală care formează intestinul - probe prelevate în fiecare săptămână timp de 2,5 ani. Începem din prima zi. Ce se va întâmpla este că bebelușul va începe de la acest punct galben și puteți vedea că începe de la comunitatea vaginală, așa cum ne așteptăm de la modul nașterii. Ce se va întâmpla în acești doi ani și jumătate este că va călători până la capăt pentru a semăna cu comunitatea fecală de voluntari adulți din partea de jos. Așa că voi începe de data aceasta și voi vedea cum se întâmplă.

Ceea ce veți vedea și amintiți-vă că fiecare pas este de doar o săptămână, veți vedea că săptămână după săptămână, schimbarea comunității microbiene a scaunului acestui copil, diferențele săptămânale sunt mult mai mari decât diferențele dintre adulții sănătoși individuali la om Grupul Microbiome Project, reprezentat de punctele maro din partea de jos. Puteți vedea că începe să se apropie de comunitatea fecală a adulților (până la 2 ani), dar se va întâmpla ceva uimitor. Este nevoie de antibiotice pentru o infecție a urechii. Puteți vedea schimbarea uriașă în comunitate, urmată de o recuperare relativ rapidă. Vă voi aduce din nou acest moment. Se poate observa că pentru aceste câteva săptămâni există o schimbare mult mai radicală - o întârziere în dezvoltarea normală de luni de zile, urmată de o recuperare relativ rapidă și când copilul împlinește 838 de zile, care este sfârșitul acestui videoclip, puteți vezi că a ajuns la comunitatea fecală de adulți sănătoși, în ciuda intervenției antibiotice.

Acest lucru este cu adevărat interesant, deoarece ridică întrebări fundamentale despre ceea ce se întâmplă la diferite vârste ale copilului în intervenția noastră. Contează cu adevărat ceea ce facem la o vârstă fragedă, când microbiomul se schimbă rapid, sau este mai mult ca și cum aruncăm o piatră într-o mare furtunoasă, unde undele se vor pierde? În mod surprinzător, se dovedește că, dacă le dați antibiotice copiilor în primele șase luni, este mai probabil să devină obezi mai târziu decât dacă nu iau antibiotice sau le iau mai târziu, deci ceea ce facem în primii ani poate avea un mare impact asupra comunității microbiene intestinale și asupra sănătății viitoare și abia acum începem să o înțelegem. În mod surprinzător, într-o zi, pe lângă efectul pe care îl au antibioticele asupra bacteriilor rezistente, ceea ce este foarte important, ele pot perturba și ecosistemele noastre microbiene intestinale. Într-o zi s-ar putea să ne uităm la antibiotice cu aceeași groază cu care ne uităm acum la tunurile metalice pe care egiptenii le foloseau pentru a distruge creierele înainte de a le scurge pentru îmbălsămare.

Am menționat că microbii au toate aceste funcții importante și sunt asociați cu diferite boli de câțiva ani, incl. sindrom de colon iritabil, boli de inimă, cancer de colon și obezitate. Obezitatea este o problemă cu adevărat mare, dar putem spune acum dacă sunteți în greutate normală sau obezi cu o precizie de 90% doar privindu-vă germenii intestinali. Deși această constatare pare impresionantă, este puțin problematic să faci un test medical. Probabil că veți ști după tip cine este obez fără să știe nimic despre microbii intestinali, dar chiar dacă decodăm complet genomul și ADN-ul său uman, putem spune cine este obez cu o precizie de 60%. Este uimitor, nu-i așa? Aceasta înseamnă că 1,36 kg de microbi pe care îi transportați sunt mai importanți pentru unele boli decât orice genă din genom.

Putem face mult mai mult cu șoareci. La șoareci, germenii sunt asociați cu tot felul de alte boli, inclusiv scleroza multiplă, depresia, autismul și obezitatea. Dar de unde știm dacă aceste diferențe microbiene, care sunt corelate cu boala, sunt cauză sau efect? Putem crește șoareci fără microbii noștri într-un mediu steril. Apoi putem adăuga microbi care credem că sunt importanți și să vedem ce se întâmplă. Când luăm microbii de la un șoarece obez și îi transplantăm într-un șoarece genetic normal care a fost păstrat steril fără proprii microbi, atunci devine mai gros decât dacă ar fi obținut de la un șoarece cu greutate normală. Acest lucru este uluitor. Uneori, ceea ce se întâmplă este că microbii îi ajută să digere același aliment mai eficient, astfel încât să extragă mai multă energie din acesta, dar alteori microbii afectează efectiv comportamentul lor. Șoarecii încep să mănânce mai multă mâncare decât în ​​mod normal, așa că se îngrașă dacă îi lăsăm să mănânce cât vor.

Este remarcabil, nu-i așa? Concluzia este că microbii pot afecta comportamentul mamiferelor. S-ar putea să vă întrebați dacă putem aplica acest lucru de la o specie la alta. Dacă luați germeni de la o persoană obeză și îi transplantați la șoareci crescuți într-un mediu steril, acești șoareci vor deveni și obezi, dar nu dacă vor primi germeni de la oameni cu greutate normală. Dar putem crea o comunitate microbiană pentru a le inocula - le va împiedica să se îngrășeze.

La fel putem face și pentru malnutriție. Într-un proiect finanțat de Fundația Gates, ceea ce cercetăm sunt copiii din Malawi care au kwashiorkor - o formă severă de malnutriție. Șoarecii care sunt transplantați cu comunitatea kwashiorkor își pierd 30% din greutatea corporală în doar trei săptămâni, dar le putem restabili sănătatea folosind același supliment de unt de arahide care este dat copiilor din clinică și șoarecilor care primesc comunitatea de la colegi sănătoși gemenii de la copii cu kwashiorkor sunt bine. Acest lucru este uimitor, deoarece sugerează că putem veni cu terapii încercându-le pe o varietate de șoareci folosind comunități individuale ale intestinului uman și, probabil, reducându-le.

la un nivel individual. Cred că este foarte important ca toată lumea să aibă posibilitatea de a participa la această descoperire. În urmă cu câțiva ani, am început proiectul American Intestine, care vă permite să vă găsiți locul pe această hartă microbiană. Acum este cel mai mare proiect finanțat de „mulțime” - până acum s-au alăturat peste 8.000 de oameni. Ei își trimit eșantioanele, le secvențăm ADN-ul microbilor și le trimitem rezultatele. Îi împărtășim, dar fără date personale, și cu oamenii de știință, profesori, alte părți interesate etc., astfel încât toată lumea să aibă acces la rezultate. Pe de altă parte, când eu și echipa mea vizităm Institutul BioFrontiers și explicăm că folosim roboți și lasere pentru a examina fecalele, nu toată lumea vrea să știe. (Râsete) Cred că mulți dintre voi doriți să știți, așa că am adus niște materiale dacă sunteți interesat pentru a vă putea implica.

De ce ai vrea să faci asta? Se pare că microbii sunt importanți nu numai pentru a înțelege cât de sănătoși suntem, ci și pentru că pot ajuta la vindecare. Acesta este unul dintre cele mai noi lucruri pe care le putem ilustra împreună cu colegii de la Universitatea din Minnesota. Iată din nou harta microbiomului uman. Ceea ce vom vedea acum este adăugarea comunității de oameni cu C. diff. - o formă teribilă de diaree în care trebuie să defecați de aproximativ 20 de ori pe zi, iar aceste persoane iau antibiotice fără succes de doi ani înainte de a fi aprobate pentru acest test. Ce s-ar întâmpla dacă am transplanta probe de scaun de la un donator sănătos, această stea din partea de jos, a acestor pacienți? Microbii buni îi vor învinge pe cei răi și vor ajuta la recuperare? Să vedem exact ce se întâmplă. Patru dintre acești pacienți vor primi un transplant de la un donator sănătos în partea de jos, iar ceea ce puteți vedea imediat este o schimbare radicală în comunitatea intestinală. La o zi după transplant, toate simptomele se clarifică, diareea dispare și sunt din nou sănătoase, pe cale să semene cu comunitatea lor de donatori și să rămână sănătoși. (Aplauze)

Suntem încă la începutul acestei descoperiri. Acum înțelegem că germenii afectează o varietate de boli, de la sindromul intestinului iritabil la obezitate, poate chiar autism și depresie. Ceea ce trebuie să facem este să dezvoltăm un fel de sistem GPS microbian care nu numai că știe unde suntem acum, ci și unde vrem să mergem și ce trebuie să facem pentru a ajunge acolo și trebuie să putem să facem pentru ca un copil să o poată folosi (râsete).