Mikrobiota: NIH:s projekt för den humana mikrobiotan – PMC

Den mänskliga mikrobiotan: Mikroorganismernas värld som ett “dolt organ” och dess effekter på hälsan

Introduktion: Definitionen och den historiska utvecklingen av begreppet mikrobiota

När den mänskliga kroppen ses som en flercellig varelse som lever inom ett komplext som byggts upp tillsammans med miljontals mikroorganismer, snarare än som en enskild organism, blir den lättare att förstå. Denna mikroskopiska ring kallas för (microbiota) och rymmer ungefär tio gånger fler än den mänskliga genomet, och dess biokemiska aktivitet påverkar vår hälsa djupt. Termen mikrobiota avser alla mikroorganisationspopulationer som finns i en viss miljö, medan helheten av dessa organismers genetiska material uttrycks genom begreppet (microbiome).

Historiskt sett kan relationen mellan mikroskopiskt liv och människor spåras tillbaka till de levande varelser som Antonie van Leeuwenhoek observerade från sin egen mun under 1600-talet; dock är den systematiska och genomiska undersökningen av mikrobiotan endast cirka trettio år gammal. Vändpunkten inom detta område har varit utvecklingen av teknologier för högproduktiv sekvensering. Särskilt genom ampliconsekvensering av 16S rRNA-genen och metagenomiska ansatser har det blivit möjligt att identifiera ett stort antal bakterietyper som inte kan odlas.

Amerikas förenta staters nationella institut för hälsa (NIH) (Human Microbiome Project – HMP) har spelat en kritisk roll i institutionaliseringen av detta forskningsområde. Projektets grundläggande mål kan sammanfattas som att karaktärisera den humana mikromikrokommen genom att ta ut prover från flera regioner hos minst 250 “friska” volontärer; att avslöja relationerna mellan förändringar i mikromikrokommen och hälsa/sjukdom samt att tillhandahålla det vetenskapliga samhället en standardiserad datakälla. Detta projekt är ett bevis på att mikromikrokomforskning har övergått från att vara enskilda laboratorieundersökningar till att bli en vetenskaplig disciplin.

Mikrobiotans sammansättning och biotiska mångfaldsmekanismer

Differentiering mellan jord-, tarm- och hud ekosystem

Den humana mikrobiotan består av ekosystem som skiljer sig markant beroende på kroppsregion. Varje region har sina egna fysikalisk-kemiska förhållanden (syrenivå, pH, närings tillgänglighet), vilket leder till att unika populationer utvecklas under selektiva påverkan.

• Bakteriefloran i tarmen:FirmicutesBacteroidetes
• Munhens mikromikrohabitat:
• Ciltens mikromikroklimat:

Grundläggande mekanismer för interaktionen mellan mikrobiota och individer

Mikroyaşamların sağlığımız üzerindeki etkisi rastlantısal değil, belirli üzerinden işler:

1. Metabolit syntes och energiproduktion:kortkedjiga feta syror

2. Vitamin syntes:

3. Koloniseringsresistens (colonization resistance):

4. Bağışıklık sistemin eğitimi:

Hälsa-Sjukdom: Kliniska och branschspecifika aspekter

Metaboliska sjukdomar och inflammatoriska processer

Mikromikrokomdengenslik, kallası durumda çeşitliliğin azalması veya bileşimsel kayma ile karakterize edilir. Výzkumy 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.

Mikrofloran och hjärnans samspel (gut-brain-axeln)

En av de mest dynamiska forskningsområdena under de senaste åren är den tvåvägs kommunikationsväg mellan tarmmikrofloran och det centrala nervsystemet. fungerar i denna axel genom att aktivera neurohormonala vägar via systemiska inflammatoriska markörer och bakteriella metaboliter. Relationerna mellan mikrobfloraprofiler och depression, ångeststörningar samt neurodegenerativa sjukdomar undersöks aktivt; det bör dock betonas att bevisläget för klinisk tillämpning fortfarande är i ett tidigt skede.

Terapeutiska ingreppsmetoder

Mikroorganismernas modulering drar till sig allt fler uppmärksamhet inom modern medicin:

• Probiotika:
• Prebiotika:
• Fekala mikromikrokombinatets övervakning (FMT):Clostridioides difficile

För de flesta av dessa terapeutiska medel krävs att fullständiga, kontrollerade kliniska studier har slutförts; eftersom individuella mikrobiomprofiler försvårar förutsägbarheten för personanpassade svar.

Akademisk utvärdering och referenshantering

Mikromikrobiomforskning representerar en av de viktigaste utvecklingarna som transformerar paradigmerna inom biomedicinsk vetenskap. Genom att utöka begreppet om en organisms “identitet” omdefinierar den denna som en (cell-mikroorganismhelhet) som är evolutionsmässigt och metaboliskt sammankopad bortom det genetiska materialet.

Samtidigt finns det flera aspekter som bör beaktas ur ett akademiskt noggrannhetsperspektiv: Först och främst är de flesta fynd korrelationella och det är svårt att bevisa kausalitet; för det andra begränsar den personspecifika variationen i mikromikromikroprofiler de standardiserade terapeutiska tillvägagångssätten; och för det tredje finns det en risk att vetenskapliga fynd tolkas överdrivet i marknadsföringen av kommersiella probiotiska produkter.

Källförteckning:

1. Human Microbiome Project Consortium. (2012). Struktur, funktion och mångfald hos den mänskliga mikrobiotan. , 486(7402), 207–214.
2. NIH:s vägkarta för biomedicinsk forskning — Human Microbiome Project: officiella definitioner och mål. National Institutes of Health (NIH). Bethesda, Maryland.
3. Turnbaugh PJ, Ley R, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. (2006). Ett fedmeförbundet mikrobiom med ökad kapacitet för energihämtning. , 444(7122), 1022–1025.
4. Avsändare R, Fuchs S, Milo R. (2016). Reviderade uppskattningar av antalet humana celler i kroppen. , 14(12):e2004427.

Framtidens forskning inom detta område bör inriktas på att öka antalet longitudinella studiedesigner, fastställa orsakssamband samt utvärdera den kliniska giltigheten för personanpassade mikromikrokombibaserade medicinmetoder.

Källnot: Detta arbete har uppdaterats och sammanställts i akademisk format genom att använda arkivdata från https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2792171.