Οι ερευνητές ανακαλύπτουν σχεδόν 2.000 νέα βακτήρια του εντέρου
Σύμφωνα με πολλές πρόσφατες μελέτες, οι πληθυσμοί βακτηρίων του ανθρώπινου εντέρου μπορούν να επηρεάσουν διάφορες πτυχές της σωματικής και ψυχικής υγείας μας. Παρ 'όλα αυτά, πολλά βακτήρια παραμένουν «μη χαρτογραφημένα» από τους επιστήμονες. Μια νέα μελέτη αποκάλυψε τώρα περίπου 2.000 προηγουμένως άγνωστα βακτήρια του εντέρου.
Πρόσφατες μελέτες που καλύπτονται από Ιατρικά νέα σήμερα έχουν δείξει ότι το μικροβιοτικό έντερο θα μπορούσε να έχει ρόλο στη νόσο του Parkinson και στην άνοια, και μπορεί να εξηγήσουν γιατί το φάρμακο διαβήτη τύπου 2 λειτουργεί καλά για μερικούς αλλά όχι για άλλους.
Νέα έρευνα - εμφανίζεται χθες στο περιοδικό Φύση - έχει εντοπίσει σχεδόν 2.000 νέα βακτηριακά είδη του εντέρου που οι επιστήμονες δεν είχαν καλλιεργήσει ποτέ σε εργαστήριο.
Η ομάδα ερευνητών, από το Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής (EMBL-EBI) και το Ινστιτούτο Wellcome Sanger, και οι δύο στο Hinxton του Ηνωμένου Βασιλείου, χρησιμοποίησαν υπολογιστική ανάλυση για να αξιολογήσουν δείγματα μικροβίων του εντέρου από συμμετέχοντες σε όλο τον κόσμο.
«Οι υπολογιστικές μέθοδοι μας επιτρέπουν να κατανοήσουμε τα βακτήρια που δεν μπορούμε ακόμη να καλλιεργήσουμε στο εργαστήριο», εξηγεί ο συγγραφέας της μελέτης Rob Finn, από το EMBL-EMI.
«Η χρήση μεταγονιδιωματικών [η ανάλυση γενετικού υλικού] για την ανασυγκρότηση βακτηριακών γονιδιωμάτων είναι σαν να ανακατασκευάζουμε εκατοντάδες παζλ μετά την ανάμιξη όλων των κομματιών μαζί, χωρίς να γνωρίζουμε πώς θα μοιάζει η τελική εικόνα και αφού αφαιρέσουμε εντελώς μερικά κομμάτια από το ανακατέψτε για να το κάνετε λίγο πιο δύσκολο », συνεχίζει.
Ωστόσο, ο Φιν συνεχίζει να σημειώνει: «Οι ερευνητές βρίσκονται τώρα σε ένα στάδιο όπου μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια σειρά υπολογιστικών εργαλείων για να συμπληρώσουν και μερικές φορές να καθοδηγήσουν την εργαστηριακή εργασία, προκειμένου να αποκαλύψουν νέες γνώσεις για το ανθρώπινο έντερο».
Μια νέα προσέγγιση
Η ομάδα μπόρεσε να ανακατασκευάσει 92.143 γονιδιώματα από δείγματα από 11.850 διαφορετικά μικροβιοτικά του εντέρου.
Αυτό επέτρεψε στους ερευνητές να εντοπίσουν 1.952 είδη βακτηρίων του εντέρου για τα οποία και άλλοι δεν γνώριζαν μέχρι αυτό το σημείο.
Ο Φιν και οι συνεργάτες του εξηγούν ότι πολλά βακτηριακά είδη έχουν «διατηρήσει χαμηλό προφίλ», για να το πούμε, επειδή οι επιστήμονες τα βρήκαν μόνο σε πολύ χαμηλό αριθμό στο έντερο, ή δεν μπορούν να επιβιώσουν έξω από το περιβάλλον του εντέρου.
Αυτό, σημειώνουν, μέχρι στιγμής εμπόδισε τους επιστήμονες να προσθέσουν τέτοια είδη στη λίστα των βακτηρίων του εντέρου που γνωρίζουν. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο η ομάδα που διεξήγαγε την τρέχουσα μελέτη αποφάσισε να ακολουθήσει μια νέα διαδρομή - και να χρησιμοποιήσει έναν συνδυασμό υπολογιστικών μεθόδων για να δοκιμάσει και να βρει έναν πιο ολοκληρωμένο «χάρτη» του ανθρώπινου μικροβίου.
«Οι υπολογιστικές μέθοδοι μας επιτρέπουν να πάρουμε μια ιδέα για τα πολλά βακτηριακά είδη που ζουν στο ανθρώπινο έντερο, πώς εξελίχθηκαν και τι είδους ρόλους μπορούν να διαδραματίσουν στη μικροβιακή κοινότητά τους», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Alexandre Almeida.
Προς τη δημιουργία ενός «συμπαγούς σχεδίου»
«Σε αυτή τη μελέτη», εξηγεί ο Almeida, «αξιοποιήσαμε τις πιο ολοκληρωμένες δημόσιες βάσεις δεδομένων των γαστρεντερικών βακτηρίων για να εντοπίσουμε βακτηριακά είδη που δεν έχουν ξαναδεί. Οι μέθοδοι ανάλυσης που χρησιμοποιήσαμε είναι πολύ αναπαραγώγιμες και μπορούν να εφαρμοστούν σε μεγαλύτερα, πιο διαφορετικά σύνολα δεδομένων στο μέλλον, επιτρέποντας περαιτέρω ανακάλυψη. "
Στο μέλλον, οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτή και παρόμοιες μελέτες θα βοηθήσουν περαιτέρω στην κατανόησή τους για το ανθρώπινο έντερο, το οποίο, με τη σειρά του, θα συμβάλει στην ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών για μια ποικιλία καταστάσεων.
«Έρευνα όπως αυτή μας βοηθά να δημιουργήσουμε ένα λεγόμενο σχεδιάγραμμα του ανθρώπινου εντέρου, το οποίο, στο μέλλον, θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα την ανθρώπινη υγεία και τις ασθένειες και θα μπορούσε ακόμη και να καθοδηγήσει τη διάγνωση και τη θεραπεία των γαστρεντερικών παθήσεων».
Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Trevor Lawley, του Ινστιτούτου Wellcome Sanger
Ταυτόχρονα, η ομάδα σημειώνει ότι η παρούσα μελέτη έχει κάνει τους ερευνητές πιο ενήμερους για ένα μεγάλο κενό στην έρευνα σχετικά με τα βακτήρια του εντέρου.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν επί του παρόντος σχετικά λίγα σχετικά με τα βακτηριακά είδη που είναι χαρακτηριστικά άλλων πληθυσμών από εκείνους που κατοικούν στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική, τονίζουν οι ερευνητές.
«Βλέπουμε πολλά από τα ίδια βακτηριακά είδη να εμφανίζονται στα δεδομένα από πληθυσμούς της Ευρώπης και της Βόρειας Αμερικής. Ωστόσο, τα λίγα σύνολα δεδομένων της Νότιας Αμερικής και της Αφρικής στην οποία είχαμε πρόσβαση για αυτήν τη μελέτη αποκάλυψαν σημαντική ποικιλομορφία που δεν υπήρχε στους πρώην πληθυσμούς », σημειώνει ο Φιν.
«Αυτό υποδηλώνει ότι η συλλογή δεδομένων από πληθυσμούς με λιγότερη εκπροσώπηση είναι απαραίτητη εάν θέλουμε να επιτύχουμε μια πραγματικά ολοκληρωμένη εικόνα της σύνθεσης του ανθρώπινου εντέρου», προσθέτει, προτρέποντας τους ερευνητές να συνεχίσουν να εστιάζουν σε πιο διαφορετικές ομάδες, προχωρώντας.
