Mikrobiota: NIHs Human Microbiome-prosjekt – PMC

Det menneskelige mikrobiotet: Mikroorganismer som et «skjult organ» og deres påvirkning på helsen

Introduksjon: Definisjonen og den historiske utviklingen av mikrobiotakonseptet

Det menneskelige kroppen forstås bedre når vi ser på den som en flercellet vesen som lever innenfor et komplekst , snarere enn som en enkelt organisme. Denne mikroskopiske ringen, som inneholder omtrent ti ganger så mange gener som det menneskelige genomet og som påvirker helsen vår dypgående gjennom sine biokjemiske aktiviteter, kalles (microbiota). Termen mikrobiota refererer til alle mikroorganismenepopulasjonene som finnes i et gitt miljø; mens helheten av de genetiske materialene til disse organismene uttrykkes gjennom begrepet (microbiome).

Historisk sett kan relasjonen mellom mikroskopisk liv og mennesket spores tilbake til de levende organismene Antonie van Leeuwenhoek observerte fra sin egen munn i det sytende århundre; likevel er systematisk og genomisk undersøkelse av mikrobiotaen kun omtrent tretti år gammel. Vendepunktet i dette feltet var utviklingen av teknologi for . Takket være spesielt amplicon-delingsanalyse av 16S rRNA-genet og metagenomiske tilnærminger har det blitt mulig å identifisere et stort antall bakteriearter som ikke lar seg dyrke i laboratoriet.

Amerikas forente staters nasjonale institutter for helse (NIH) har spilt en kritisk rol i institusjonaliseringen av (Human Microbiome Project – HMP). Prosjektets grunnleggende mål kan oppsummeres i å karakterisere det humane mikromikrokommet ved å ta utvalg fra flere regioner hos minst 250 «frivillige», avdekke sammenhengene mellom endringer i mikrobiota og helse/sykdom, og gi det vitenskapelige samfunnet en standardisert datakilde. Dette prosjektet er et bevis på at mikrobiotaforskning nå er løftet ut av isolerte laboratoriestudier og omgjort til .

Sammensetningen av mikrobiota og mekanismer for biologisk mangfold

Skjellingsad Mellom Jord, Tarm- og Hudøkosystemer

Det menneskelige mikromikrokosmet består av økosystemer som varierer tydelig avhengig av kroppsregion. Hver region har sine egne unike fysikalsk-kjemiske forhold (oksivernivå, pH, næringsadgang), noe som fører til utvikling av unike populasjoner under selektive påvirkninger.

• Bakteriefloraens mikrobiom:FirmicutesBacteroidetes
• Mikromikroøkosystemet i munnhulen:
• Ciltens mikromikroklima:

Grunnleggende mekanismer for samspillet mellom mikrobiota og individ

Mikroøkosystemenes påvirkning på vår helse er ikke tilfeldig, men virker gjennom bestemte :

1. Metabolisk syntese og energiproduksjon:kortkjedede fettsyrer

2. Vitaminsyntese:

3. Kolonisasjonsmotstand (colonization resistance):

4. Bağışıklık sistemin eğitimi:

Helse-Sykdomsforholdet: Kliniske og sektorspecifikke dimensjoner

Metaboliske sykdommer og inflammasjonelle prosesser

Mikromikrokomdengensizliği, kaltında tanımlanan durumda, çeşitliliğin azalması veya bileşimsel kayma ile karakterize edilir. الأبحاث disbiyozu; obezite, tip 2 diyabet, inflamatuar hastalık bağırsak hastalıkları (IBD) ve metabolik sendrom gibi kronik durumlarla ilişkilendirmektedir. Ancak bu çalışmaların çoğu düzeyinde kalmakta, nedensellik ilişkisinin kesin olarak kurulması için longitudinal deneysel tasarımlara ihtiyaç duyulmaktadır.

Tarmhjerneaksen

Årene siste har ett av mest dynamiske forskningsområdene vært den toveis kommunikasjon mellom tarmmikrobiotikken og det sentrale nervosesystemet. fungerer gjennom denne aksen ved å aktivere neurohormonale veier via systemiske inflammatoriske markører og bakterielle metabolitter. Sammenhenger mellom mikrobiotiske profiler og depresjon, angstforstyrrelser og neurodegenerative sykker undersøkes aktivt, men det bør understrekes at bevisnivået for klinisk anvendelse fortsatt er tidlig.

Terapeutiske inngangsmetoder

Mikroøkosystemets modulering tiltrekker seg stadig flere oppmerksomhet i moderne medisin:

• Probiotika:
• Prebiotika:
• Fekal mikrobiotatransplantasjon (FMT):Clostridioides difficile

For de fleste av disse terapeutiske midlene må fullførte, standardiserte og kontrollerte kliniske studier til, fordi de individuelle mikrobiomprofilene gjør det vanskelig å forutsi personligstilte svar.

Akademisk vurdering og kildehenvisning

Mikromikromiljøforskning på mennesker representerer en av de viktigste utviklingene som transformerer paradigmene i biomedisinsk vitenskap. Ved å utvide begrepet om en organisms «identitet» omdefinerer den dette som et (celle-mikroorganisme-enhet) som er genetisk, evolusjon- og metabolisk sammentknyttet utover den genetiske materien.

Samtidig finnes det flere aspekter som må tas hensyn til når det gjelder akademisk presisjon: For det første er de fleste funnene korrelative, og det er vanskelig å bevise kausalitet; for det andre begrenser den personspesifikke variabiliteten i mikrobiotaprofilene muligheten til standardiserte terapeutiske tilnærminger; og for det tredje er det en risiko for at vitenskapelige funn blir tolket overdrevet i markedsføringen av kommersielle probiotaprodukter.

Kilder:

1. Human Microbiome Project Consortium. (2012). Struktur, funksjon og mangfold hos det humane mikrobiomet. , 486(7402), 207–214.
2. NIHs veiledning for biomedisisk forskning — Human Microbiome-prosjektet: offisielle definisjoner og mål. National Institutes of Health (NIH). Bethesda, Maryland.
3. Turnbaugh PJ, Ley R, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. (2006). Et fedmeassosiert mikrobiom med øket evne til å hente ut energi. , 444(7122), 1022–1025.
4. Sender R, Fuchs S, Milo R. (2016). Reviderte estimater for antallet av humane celler i kroppen. , 14(12):e2004427.

Fremtiden for forskningen i dette feltet bør rettes mot å øke antallet longitudinelle studiedesign, avklare kausalitetsforhold og teste den kliniske gyldigheten til personlig tilpassede mikromikrokommobaserte medisintilnærminger.

Kildefotnote: Dette arbeidet er oppdatert og samlet i akademisk format ved å bruke arkivdataene på https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2792171.