Mikrobiota: NIHs Human Microbiome Project – PMC

Det menneskelige mikrobiota: Mikroorganismerne som et “skønt organ” og deres indflydelse på sundheden

Indledning: Definitionen af mikrobiota-konceptet og dets historiske udvikling

Det menneskelige kropskundleres bedre, når man betragter det som en flercellet væsen, der lever inde i et komplekst snarere end som en enkelt organisme. Denne mikroskopiske ring indeholder omkring ti gange så mange gener som det menneskelige genom og kaldes for , fordi dens biokemiske aktivitet påvirker vores sundhed dybtgående. Mikrobiota-begrebet udtrykker alle mikroorganismer, der findes i et givent miljø; tilsvarende udtrykkes hele den genetiske materiale hos disse organismer med begrebet .

Historisk kan relationen mellem mikroskopisk liv og mennesket spores tilbage til de levende organismer, som Antonie van Leeuwenhoek observerede fra sin egen mund i det sytende århundrede; dog daterer den systematiske og genomiske undersøgelse af mikrobiotaen sig kun de sidste tredive år. Vendepunktet i dette felt var udviklingen af . Særligt takket være amplicon-sekvensering af 16S rRNA-genet og metagenomiske tilgange er det blevet muligt at identificere et stort antal bakterietyper, som ikke kan dyrkes i laboratoriet.

Amerikas Forenede Staters Nationale Institut for Sundhed (NIH) (Human Microbiome Project – HMP) har spillet en kritisk rol i institutionaliseringen af dette forskningsområde. Projektets grundlæggende mål kan opsummeres i at karakterisere det humane mikromikrokom ved at tage multiple prøver fra forskellige områder hos mindst 250 “sunde” frivillige, afdække sammenhængen mellem mikrobiotaændringer og sundhed/sygdom samt give det videnskabelige samfund en standardiseret datakilde. Dette projekt er et bevis på, at mikrobiotaforskning nu er gået fra enkeltlaboratoriestudier over i videnskabeligt felt.

Mikrobiotens sammensætning og biotopiske mekanismer

Differentiering mellem jord-, tarm- og hudøkosystemer

Den menneskelige mikromikrobiom består af økosystemer, der varierer markant fra kropsregion til kropsregion. Hver region har sine egne unikke fysikokemiske forhold (iltniveau, pH, næringsadgang), hvilket skaber selektive presser, der giver anledning til unikke populationer.

• Bakteriefloraens mikromikrobiom:FirmicutesBacteroidetes
• Afmikromikrobiom:
• Cilt mikromikrobiomet:

Grundlæggende mekanismer i interaktionen mellem mikrobiota og individet

Mikroorganismernes påvirkning af vores sundhed er tilfældig og fungerer ikke gennem bestemte :

1. Metabolisk syntese og energiproduktion:kortkædede fedtsyrer

2. Vitamin syntese:

3. Kolonisationsresistens (colonization resistance):

4. Træning af immunsystemet:

Sundheds-Sygdomsforhold: Kliniske og sektorrelate dimensioner

Metaboliske Sygdomme og Inflamatøre Processer

Mikromikrokom dengesizliği, denilen durumda çeşitliliğin azalması veya bileşimsel kayma ile karakterize edilir. शोध disbiyozu; obezite, tip 2 diyabet, inflomatær sygdom i tarmene (IBD) og metabolisk syndrom som kroniske tilstande. Men de fleste af disse studier forbliver på niveau, og der er behov for longitudinale eksperimentelle designs for at kunne fastslå kausalitet.

Mikroøkosystemet-Brain-Interaktion (Gut-Brain Axis)

Én af de mest dynamiske forskningsområder i seneste år er den tovejs kommunikationsvej mellem tarmmikrobiotikken og det centrale nervesystem. fungerer via denne akse ved at aktivere neurohormonale veje gennem systemiske inflammatoriske markører og bakterielle metabolitter. Relationerne mellem mikrobiotiske profiler og depression, angstlidelser og neurodegenerative sygdomme undersøges aktivt, men det bør understreges, at evidensniveauet for klinisk anvendelse fortsat er tidligt.

Terapeutiske Indgrebsmetoder

Mikroøkonomiens modulering tiltrækker sig stadig flere opmærksomhed i moderne medicin:

• Probiotika:
• Prebiotika:
• Fekale mikrobiotatransplantation (FMT):Clostridioides difficile

For de fleste af disse terapeutiske behandlinger er det nødvendigt at gennemføre standardiserede, kontrollerede kliniske studier, da de individuelle mikrobiomprofiler gør det svært at forudsige personlige svar.

Akademisk Vurdering og Bibliografi

Mikromikrobiomforskning repræsenterer en af de vigtigste udviklinger, som transformerer paradigmene i biomedicinsk videnskab. Ved at udvide begrebet om en organisms “sel” omdefinerer den dette som et (celle-mikroorganisme-enhed), der er genetisk, evolutionært og metabolisk indbyrdes forbundet ud over det genetiske materiale.

Der er dog flere aspekter, der bør tages i betragtning med hensyn til videnskabelig nøjagtighed: For det første er de fleste fund korrelative, og det er vanskeligt at bevise kausalitet; for det andet begrænser den personspecifikke variabilitet i mikromikrokomprofilerne muligheden for standardiserede terapeutiske tilgange; og for det tredje er der en risiko for, at videnskabelige fund bliver fortolket overdrevent i markedsføringen af kommerzielle probiotiske produkter.

Kilder:

1. Human Microbiome Project Consortium. (2012). Struktur, funktion og diversitet i det menneskelige sunde mikrobiom. , 486(7402), 207–214.
2. NIH’s vejledende strategi for biomedicinsk forskning — Det humane mikrobiomprojekt: officielle definitioner og mål. National Institutes of Health (NIH). Bethesda, Maryland.
3. Turnbaugh PJ, Ley R, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. (2006). Et fedmeassociet mikrobiom med øget kapacitet til energihentning. , 444(7122), 1022–1025.
4. Sender R, Fuchs S, Milo R. (2016). Reviderede estimater for antallet af humane celler i kroppen. , 14(12):e2004427.

Fremtidig forskning i dette område bør rettes mod øget anvendelse af longitudinelle studiedesign, afklaring nedenskelige sammenhænge samt test af den kliniske validitet for personligespecialiserede, mikromikromiljøbaserede tilgange til medicin.

Kildefodnote: Denne arbejdsgruppe er opdateret og akademisk formgivet ved at udnytte arkivdata på https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2792171.