Rob Knight Mikrobáink tesznek minket azokká, akik TED Talk Feliratok és TED Transcriptek vagyunk
Mi emberek mindig is aggódtunk az egészségünkért, de nem mindig értettük meg, mi a fontos. Az egyiptomiak például gondozták a szerveket, hisz hasznosak voltak a túlvilágon, de néhányat kihagytak. Ez például. Bár gondosan megóvták a gyomrot, a tüdőt, a májat stb., Feldarabolták az agyat, kivették az orron keresztül és kidobták. Helyesen, mert mit tesz értünk az agy? De mi lenne, ha ez egy másik elhanyagolt szerv lenne, olyan fontos, mint az agy, és valahol ugyanolyan fontos, hogy kik vagyunk, de akikről olyan keveset tudunk, és akikkel közömbösen bánunk? Képzelje el, hogy a tudomány fejlődése révén mi csak most kezdjük megérteni annak fontosságát abban, ahogyan magunkat érzékeljük. Nem szeretne többet tudni róla?
Úgy tűnik, hogy van egy ilyen szervünk. Bél. Valójában csírák a bélben. Nem csak a bélmikrobák a fontosak. Úgy tűnik, hogy a testünk egész területén található mikrobák rendkívül fontosak az egymást jellemző különbségek szempontjából. Például észrevette, hogy egyeseket a szúnyogok gyakrabban harapnak meg, mint másokat?
A zöld fűnek ez az anekdotikus tapasztalata igaz. A szúnyogok is megharapnak, de a feleségem, Amanda vonzza a rajokat, és az oka az, hogy különböző mikrobák vannak a bőrünkön, amelyek különböző anyagokat termelnek, amelyeket a szúnyogok észlelnek.
A mikrobák nagyon fontosak az orvostudományban. A bélmikrobák bizonyos fájdalomcsillapítókat mérgezővé tehetnek a májra. Azt is megtehetik, hogy a szív gyógyszerei megoldják a problémát, vagy sem. Ha ecetes szúnyog vagy, akkor a mikrobák meghatározzák, kivel szeretnél szexelni. Nem tudjuk, hogy ez igaz-e az emberekre, de talán csak idő kérdése. (Nevetés)
A mikrobáknak sok szerepük van: segítenek megemészteni az ételt, oktatják immunrendszerünket, segítenek megvédeni magukat a betegségektől, sőt befolyásolhatják viselkedésünket. Hogyan néz ki ezeknek a mikrobaközösségeknek a térképe? Nem nézne ki így, de hasznos útmutató a biológiai sokféleség megértéséhez. A világ különböző részein különböző tájak vannak az organizmusoknak, amelyek jellemzőek egyik vagy másik helyre. vagy egy másik. A mikrobiológiában kb. Ugyanaz, bár őszintén szólva mindenki egyforma a mikroszkóp alatt. Ahelyett, hogy vizuálisan azonosítani próbálnánk, a DNS-szekvenciákat elemezzük. A 173 millió dolláros, NIH által finanszírozott Human Microbiome Project keretében több száz kutató működött együtt a DNS-ben található nukleotidok feltérképezésében: A, T, G és C, amelyek az emberi test összes mikrobájához tartoznak. Amikor csatlakozunk hozzájuk, ez így néz ki. Kicsit nehezebb kideríteni, ki hol él, nem?
Valószínűleg hallottad már, hogy szinte azonos DNS-szerkezettel rendelkezünk. A DNS-ed 99,99% -ban megegyezik a melletted lévő személyével. De ha a bélcsírákról van szó, akkor csak 10% -ban hasonlítasz a szomszédhoz. A különbség olyan, mint az ebben a prériben található baktériumok és az ebben az erdőben található baktériumok között. Ezeknek a különböző mikrobáknak sokféle funkciója van, például:
emésztés, betegség kialakulása, gyógyszerek anyagcseréje stb. Hogyan csinálják mindezt? Részben azért, mert bár a bélben körülbelül 1,35 kg mikroba van, ezek meghaladnak minket. Mennyi? Attól függ, hogy szerinted mi alkotja az emberi testet. A sejtjeink alkotják? Mindkettőnknek van 10 billió sejtje, de 100 billió mikrobát kapunk. Tehát tízszer több, mint mi. Azt gondolhatja, hogy a DNS-ünk miatt emberek vagyunk, de mindegyikünknek körülbelül 20 000 génje van - a pontos számtól függően - és 2 és 20 millió mikrobiális gén között. Akárhogy is, túl vagyunk azokon a mikrobákon, akikkel szimbiózisban élünk. Mindazon nyomokat hagyunk, amelyek emberi és mikrobiális DNS-t is tartalmaznak, mindenhez, amelyhez hozzáérünk. Néhány évvel ezelőtt egy tanulmányban megmutattuk, hogy a tenyerét 95% -os pontossággal társíthatja valaki egeréhez. Néhány évvel ezelőtt írtak róla, egy tudományos folyóiratban, de megjelent a "FÁK: Miami" -ban, tehát mindenképpen igaz. (Nevetés) Honnan veszünk baktériumokat?
Ha vannak olyan gyerekei vagy kutyái, mint én, akkor valószínűleg vannak gyanúi. És ez így van. Ahogy társítjuk Önt az egérhez, úgy a kutyájához is. Felnőtteknél a mikrobaközösségek viszonylag stabilak. Ha valakivel élsz együtt, akkor hetekig, hónapokig, sőt évekig megőrzi mikrobiális identitását. Az első mikrobiális közösségek attól függenek, hogyan születünk.
A természetesen született csecsemőknek csírája van a hüvelyi mikrobiális közösségben, míg a császármetszéssel születetteknek a mikrobák hasonlóak a bőrön találhatókhoz. Ezt korrelálva a császármetszéssel járó betegségekkel: asztma, allergiák és gyakoribb elhízás, amelyek mind a mikrobákhoz kapcsolódnak, különösen azért, mert egészen a közelmúltig minden túlélő emlős a hüvelyen keresztül született, arra következtettünk, hogy a védő mikrobák hiánya mi együtt fejlődtünk, döntő fontosságú lehet, mert ezek közül a jelenleg ismert állapotok közül sok a mikrobiómához kapcsolódik. Néhány évvel ezelőtt a lányom sürgősségi császármetszéssel született,
és meggyőződtünk róla, hogy védve van-e a hüvelyi csíra rétegétől, amelyet természetesen megszerzett volna. Nehéz megbecsülni az egészségre gyakorolt pontos hatást. Az egy gyermekből álló mintával, bármennyire is szeretjük, nincs elegendő információ ahhoz, hogy levezethesse az általános esetet. 2 éves, és még mindig nincs fülgyulladása, és reméljük, hogy nem. Klinikai vizsgálatokat kezdtünk gyermekekkel, hogy megvizsgáljuk, van-e ennek védő hatása. A születésünk hatalmas hatással van a mikrobákra,
de mi lesz ezután? Itt található a Human Microbiome Project által szolgáltatott adatok térképe. Minden pont 250 egészséges felnőtt testének azonos területének a mintája. Láttad, hogyan fejlődnek a gyermekek testileg és mentálisan. Most látni fogja egy kolléga gyermekének mikrobiális fejlődését. Elemeztük a bélflórát ennek a gyermeknek a székletében, hetente vettünk mintákat 2 és fél évig. Első nap: a babát ez a sárga pont képviseli. Látható, hogy hüvelyi mikrobákkal kezdődik, mint a természetes születés után. A 2 és fél év alatt a lényeg az aljára süllyed, és hasonlítani fog az ott képviselt egészséges felnőttek bélflórájához. Elengedtem, hogy megnézze, mi történik. Észre fogja venni - ne feledje, hogy minden lépés egy hét -
hogy ennek a gyermeknek a bélflórájában a hétről a másikra mutatkozó különbségek nagyobbak, mint az egészséges felnőttek közötti különbségek a Human Microbiome Project adatai szerint, amelyeket az alábbi barna pontok képviselnek. 2 éves korában kezd hasonlítani a felnőtt bélflóra. Most valami elképesztő jön. A gyermek antibiotikumot kap fülfertőzés miatt. Óriási változás van a közösségben, amelyet meglehetősen gyors helyreállítás követ. Folytatom. Néhány hét alatt radikálisabb változás következik be, a normális fejlődés regressziója, majd meglehetősen gyors gyógyulás következik be. A 838. napon - ennek a klipnek a végén - normális felnőtt bélflórának tűnik, annak ellenére, hogy az antibiotikumokkal beavatkozott. Ez alapvető kérdéseket vet fel a történésekkel kapcsolatban
amikor különböző életkorokban avatkozunk be a gyermek életébe. Nem számít, mit csinálunk nagyon fiatalon, amikor a növényvilág gyorsan változik, vagy olyan, mintha egy követ kavargatnánk egy kavargó tengerbe, és a hullámok nem is látszanak? Ha az élet első 6 hónapjában antibiotikumot ad egy gyermeknek, akkor az hajlamosabb az elhízásra, mint ha később adna neki. Tehát, ami nagyon korán történik, nagy hatással lehet a mikrobiális flórára és a későbbi egészségre, olyan hatásokkal, amelyeket csak most kezdünk megérteni. Az antibiotikumok rezisztens baktériumokra gyakorolt fő hatása mellett azt tapasztalhatjuk, hogy rontják a bélflóra ökoszisztémát, és ugyanolyan borzalommal néznek rájuk, mint a fémeszközök, amelyekkel az egyiptomiak megérintették az agyat, hogy eltávolítsák azt balzsamozás előtt. A mikrobáknak csak az utóbbi években vannak ilyen fontos funkcióik
Sokféle betegséghez kapcsolódtak: Crohn-betegséghez, szívbetegségekhez, vastagbélrákhoz és még elhízáshoz is. Az elhízásnak fontos hatásai vannak, és ma 90% -os pontossággal kijelenthetjük, ha túl gyenge vagy elhízott, csak a bélben lévő mikrobák után. Bár lenyűgöző, nincs értéke orvosi vizsgálatnak, mert látja, hogy ki elhízott, anélkül, hogy tudná, milyen bélmikrobái vannak. És ha teljesen szekvenáljuk genomjukat, az összes DNS-sel, a pontosság csak 60%. Elképesztő, nem? Ez azt jelentheti, hogy az 1,3 kg mikroba, amelyet magával hord, bizonyos körülmények között fontosabb, mint a DNS bármely génje. Többet megtudhatunk az egerekről.
Egerekben a mikrobák korreláltak mindenféle állapottal, beleértve: sclerosis multiplexet, depressziót, autizmust és elhízást. Honnan tudjuk, hogy az ezekhez a feltételekhez kapcsolódó mikrobiális különbségek ok-e vagy okoznak-e okot? Növelhetünk egereket saját mikrobájuk nélkül, steril léggömbben. Ezután hozzáadunk néhány fontosnak tartott mikrobát, és meglátjuk, mi történik. Ha egy elhízott egér mikrobáit átvesszük és genetikailag normálisra ültetjük át, amelyet egy léggömbben neveltünk ki saját mikrobái nélkül, akkor zsírosabbá válik, mintha egy normál egérből vennénk el a mikrobákat. Elképesztő, miért történik ez. Előfordul, hogy a mikrobák hatékonyabban emésztik meg ugyanazt az ételt, vagyis több energiát vesznek fel az ételtől, máskor azonban ez befolyásolja a viselkedésüket: többet esznek, mint egy normál egér, így csak akkor híznak, ha hagyjuk, hogy annyit egyenek, amennyit csak akarnak. Fontos, nem?
Kiderült, hogy a mikrobák befolyásolhatják az emlősök viselkedését. Kíváncsi vagy, hogy ezt megtehetjük-e a különböző fajok között is. Ha elhízott személy mikrobáit vesszük és steril, felnőtt egerekbe ültetjük át, akkor az egerek nagyobb súlyt kapnak, mintha a mikrobák gyenge egyedtől származnának. Létrehozhatunk egy mikrobiális közösséget, amelyet beoltva megakadályozhatjuk a súlygyarapodást. Alultápláltság esetén is megtehetjük.
A Gates Alapítvány által finanszírozott projektben Malawiban olyan gyerekeket vizsgáltunk, akik kwashiorkortól szenvednek - az alultápláltság szélsőséges formájától szenvednek -, és az egerek, amelyek e betegség tipikus flóráját kapják, csupán három hét alatt elvesztik súlyuk körülbelül 30% -át, de egészségüket helyreállítva ugyanaz a földimogyoróvaj-kiegészítés, amelyet a klinikán a gyermekek számára használnak, és az egerek, amelyek a beteg gyermek azonos ikerének flóráját kapják, semmi. Ez fantasztikus, mert ez azt jelenti, hogy képesek leszünk irányítani a terápiákat, egész egércsoportokban tanulmányozva azokat az egyének bélflórájával, és talán még a terápiákat is képesek leszünk egyedivé tenni. Fontosnak tartom, hogy mindenki részt vegyen ebben a felfedezésben.
Néhány évvel ezelőtt elindítottuk az American Gut projektet, amely lehetővé teszi, hogy helyet kérjen a mikrobiális térképen. Ez a legnagyobb társadalmilag finanszírozott tudományos projekt. Már több mint 8000 ember regisztrált. Elküldik a mintáikat, szekvenáljuk a mikrobiális genomjukat és elküldjük nekik az eredményeket. Azonosítatlanul elküldjük őket kutatóknak, oktatóknak és az érdeklődő közönségnek is, hogy mindenki hozzáférhessen az információkhoz. Másrészt, amikor látogatóink vannak a BioFrontiers Intézet laboratóriumában, akiknek elmagyarázzuk, hogy robotokat és lézereket használunk a kakil vizsgálatához, úgy tűnik, hogy nem mindenki akarja tudni. (Nevetés) Azt hiszem, sokan szeretnétek, ezért hoztam magával néhány készletet, amelyet kipróbálhat, ha érdekli. Miért akarjuk ezt megtenni?
Mikrobáink fontosak annak kiderítésében, hogy egészségesek vagyunk, de még a betegségeket is képesek gyógyítani. Ez az egyik legújabb dolog, amit a Minnesotai Egyetem kollégáitól láttam. Itt van ismét az emberi mikrobiom térképe. Hozzáadom néhány olyan személy mikrobiális flóráját, akik pszeudomembranosus vastagbélgyulladásban szenvednek. Ez a hasmenés szörnyű formája, amelyben elmész W.C. Naponta 20-szor. Ezekben a betegeknél az antibiotikum-kezelés 2 évig sikertelen volt, amíg alkalmassá váltak erre a vizsgálatra. Mi történik, ha egy egészséges donortól, az alsó csillagtól székletet ültetünk át ezeknek a betegeknek? A jó mikrobák küzdenek a rosszak ellen és helyreállítják a betegek egészségét? Nézzük, mi történik ott. 4 beteg kap transzplantációt az alábbi egészséges donortól. A bélközösség radikálisan, azonnal megváltozik. A transzplantációt követő napon a tünetek eltűnnek, a hasmenés eltűnik, a betegek egészségesek, a donoréhoz hasonló közösséggel, amely stabil marad. (Taps) E felfedezések kezdetén vagyunk.
Csak most derül ki, hogy a mikrobák különféle betegségekben vesznek részt: az irritábilis bél szindrómától az elhízásig és talán az autizmustól a depresszióig. El kell készítenünk egyfajta mikrobiális GPS-t, amely figyelembe veszi a jelenlegi helyzetet és a kívánt eredményt, valamint a megszerzéséhez szükséges tennivalókat. Elég egyszerűvé kell tennünk, hogy a gyermek használhassa. (Nevetés) Köszönöm. (Taps)