Mikrobióta: Az NIH Emberi Mikrobióma Projektje – PMC

Az emberi mikrobióta: A mikroorganizmusok világa egy “rejtett szerv”ként és egészségügyi hatásai

Bevezetés: A mikrobióta fogalmának meghatározása és történelmi fejlődése

Az emberi test akkor érthető meg legjobban, ha nem egyetlen organizmusként, hanem egy rendkívül összetett részeként tekintünk rá, amely millió mikroszkopikus szervezet együttéléséből jön létre. Ezt a mikroszkopikus láncot nevezzük, mivel körülbelül tízszer annyire genetikai információt tartalmaz, mint az emberi genom, és biokémiai tevékenysége mélyen befolyásolja egészségünket. A mikrobiota kifejezés az adott környezetben található összes mikroszkopikus szervezet populációját jelenti; ezzel szemben ezen szervezetek teljes genetikai anyagát a (microbiome) fogalommal írjuk le.

A mikroszkopikus élet emberrel való kapcsolatának történeti alakulása Antonie van Leeuwenhoek tizenhetedik századi, saját szájából megfigyelt élőlényitől kezdve nyomon követhető; a mikrobióta rendszeres és genomikai szintű vizsgálatának azonban mindössze harminc éve van. Ennek a területnek az fordulópontja a technológiák fejlődése volt. Különösen a 16S rRNA gén amplicon-szekvenálása és a metagenomikai megközelítések révén vált lehetővé, hogy még számos neveltetetlen baktériumfaj is azonosíthatóvá váljon.

Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézeinek (NIH) (Human Microbiome Project – HMP) kulcsfontosságú szerepet játszott ebben a kutatási terület intézményesülésében. A projekt alapvető célja az emberi mikrobiómának a legalább 250 „egészséges” önkéntestől származó, többi testrészről vett minták alapján történő jellemzésében, a mikrobióta-változások és az egészség/betegség közötti kapcsolatok feltárásában, valamint a tudományos közösség számára egy standardizált adatkészlet biztosításában foglalható össze. Ez a projekt bizonyíték arra, hogy a mikbióta-kutatás a különálló laboratóriumi munkákból tudományágává vált.

A mikrobióta összetétele és biológiai sokféleségének mechanizmusai

A talaj, a béla és a bőr ökoszisztémái közötti differenciáció

Az emberi mikrobióta mikromikrokörnyezetekből áll, amelyek jelentősen eltérnek a test különböző területei szerint. Minden régió sajátos fiziko-kémiai körülményeket (oxigénszint, pH, tápanyag-hozzáférés) biztosít, így a szelekciós nyomások hatására egyedi populációk alakulnak ki.

• Bél mikrobióma:FirmicutesBacteroidetes
• A száj mikrobiótája:
• Bőr mikrokörnyezete:

A mikrobióta-bíró kölcsönhatások alapvető mechanizmusai

A mikrorészecskék egészségünkre gyakorolt hatása nem véletlenszerű, hanem konkrét révén valósul meg:

1. Metabolikus szintézis és energiatermelés:rövid láncú zsírsavakat

2. Vitamin szintézis:

3. Kolonizációs ellenállás (colonization resistance):

4. A imunrendszer képzése:

Egészség–Betegség Kapcsolata: Klinikai és Szektoriális Dimenziók

Metabolikus Betegségek és Gyulladási Folyamatok

A mikrobiom diszharmóniája egy néven ismert állapot keretében jelenik meg, amelyet a sokféleség csökkenése vagy összetételi eltolódása jellemez. A kutatások a diszbiozist krónikus állapotokkal, így az elhízással, a 2. típusú diabetes mellituszal, gyulladást okozó bélbetegségekkel (IBD) valamint a metabolikus szindrómával hoznak kapcsolatba. Azonban ezek a tanulmányok többsége csupán szinten marad, a okozati kapcsolat egyértelmű megállapításához longitudinális kísérletes tervezésre van szükség.

Bél-Egyensúly és Az Immunrendszer Összefüggése

Az elmúlt évek legdinamikabb kutatási területeinek egyike a béta mikrobióta és a központi nervousrendszer közötti kétirányú kommunikációs út. ezen a tengelyen keresztül működik, a szisztémás gyulladásos markerek és a bakteriális metabolitok neuromonális utakat aktiválva. A depresszió, szorongásos zavarok és neurodegeneratív betegségek és a mikrobiota profilok közötti kapcsolatok aktívan kutatás alatt állnak; azonban hangsúlyozni kell, hogy a klinikai alkalmazás felé irányuló bizonyíték szintje még mindig korai szakaszban van.

Terapeutikus beavatkozási módszerek

A mikrokörnyezet modulálása a modern orvostudományban egyre nagyobb figyelmet kap:

• Probiotikumok:
• Prebiotikumok:
• Fekális mikrobióta-transzplantáció (FMT):Clostridioides difficile

Ezen terápiás szerek többségéhez a standardizált, kontrollált klinikai vizsgálatok befejezése szükséges, mivel az egyényi mikrobiomprofilok egyénre szabott válaszai megnehezítik az előrejelzést.

Akadémiai Értékelés és Hivatkozás

Az emberi mikrobióma-kutatások a biomedikai tudomány paradigmáját átalakító legfontosabb fejlemények egyikét képviselik. Egy szervezet “öniségének” fogalmát tágítva azt a genetikai anyag határain túlmenően, evolucionális és metabolikus értelemben egymással összefüggő (sejt-mikroorganizmus egységként) definiálja újra.

Ennek ellenére az akadémiai szigorúság szempontjából néhány megfontolandó kérdés felmerül: az első, hogy a legtöbb eredmény korrelációs jellegű, és az ok-okozati kapcsolat igazolása nehézséggel jár; a második, hogy a mikrobiomprofilok egyéni változékonysága korlátoja a standardizált terápiás megközelítéseket; a harmadik pedig a kereskedelmi probiotikus termékek népszerűsítésében a tudományos eredmények túlzott értelmezésének kockázata.

Források:

1. Human Microbiome Project Consortium. (2012). A egészséges emberi mikrobióta szerkezete, funkciója és sokfélesége. , 486(7402), 207–214.
2. Az NIH biomedikai kutatásokhoz szóló Útmutatója — A Human Microbiome Projekt hivatalos definíciói és céljai. National Institutes of Health (NIH). Bethesda, Maryland.
3. Turnbaugh PJ, Ley R, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. (2006). Egy elhízáshoz társuló mikrobióma megnövelt energiahányad-képességgel. , 444(7122), 1022–1025.
4. R Sender, S Fuchs, R Milo (2016). Az emberi test sejtjeinek számára vonatkozó átdolgozott becslések. , 14(12):e2004427.

Ezen területen végzett kutatások jövője a longitudinális tanulmánytervekek bővítésére, az ok-okozati kapcsolatok meghatározására és a személyre szabott mikrokörnyezet-alapú orvosi megközelítések klinikai érvényességének tesztelésére kell, hogy irányuljon.

Kaynak Notu: Bu çalışma, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2792171 üzerindeki arşiv verilerinden yararlanılarak güncellenmiş ve akademik formatta derlenmiştir.