Tip:
Highlight text to annotate it
X
Translator: Petra Submarine Reviewer: Linda Magáthová
My ľudia sme sa vždy strachovali o zdravie svojich tiel,
ale nie vždy sme dokázali rozlíšiť, čo je dôležité.
Napríklad starí Egypťania:
veľmi dbali o telesné orgány údajne potrebné v posmrtnom živote,
ale niektoré časti vynechali.
Napríklad toto.
Veľmi starostlivo uchovávali žalúdok, pľúca,
pečeň a tak ďalej,
ale mozog rozdrvili na kašu, vytiahli cez nos
a vyhodili,
čo dáva zmysel,
však načo by nám bol mozog?
Ale predstavte si, že by sme mali v tele opomenutý orgán,
vážiaci rovnako ako mozog
a v istom zmysle rovnako určujúci, kto sme,
ale vedeli by sme o ňom len málo a nevážili by sme si ho.
A predstavte si, že by sme pomocou vedeckého pokroku
práve začínali rozumieť
jeho úlohe pri ponímaní samých seba.
Nechceli by ste sa o tom dozvedieť viac?
Ukázalo sa, že fakt niečo takého máme:
črevá,
alebo skôr črevné mikróby.
Ale nie len črevné mikróby sú dôležité.
Mikróby po celom tele
spôsobujú individuálne odlišnosti,
ktoré robia ľudí tým, kým sú.
Všimli ste si napríklad,
že komáre štípu niektorých ľudí viac ako iných?
Tieto historky z kempu sú fakt pravdivé.
Ja nebývam doštípaný,
ale moja partnerka Amanda ich priťahuje v húfoch,
pretože každý máme na koži iné mikróby
produkujúce rozdielne chemikálie, ktoré komáre cítia.
Mikróby sú veľmi dôležité aj v lekárstve.
Napríklad vaša črevná mikroflóra určuje,
či sú jednotlivé analgetiká toxické pre pečeň.
Tiež určujú, či vám zaberú lieky na srdcové ťažkosti.
A pokiaľ ste vínna muška,
mikróby určia, s kým sa chcete páriť.
Toto sme ešte pri ľuďoch nepreukázali,
ale možno je to len otázka času. (smiech)
Takže mikróby majú mnoho rolí.
Pomáhajú nám tráviť jedlo.
Pomáhajú učiť imunitný systém.
Pomáhajú nám odolávať chorobám
a možno aj ovplyvňujú naše správanie.
Ako by vyzerala mapa týchto mikrobiotických spoločenstiev?
Síce nie presne takto,
ale je to dobrý pomocník pre porozumenie biodiverzite.
Rôzne časti sveta majú rôznu skladbu organizmov,
ktorá je pre ne bezprostredne charakteristická
a mení sa z miesta na miesto.
V mikrobiológii je to podobné, hoci, budem k vám úprimný:
pod mikroskopom vyzerajú mikróby prakticky rovnako.
Nesnažíme sa ich teda identifikovať vizuálne,
ale pozeráme sa na sekvencie ich DNA.
Projekt s názvom Projekt ľudského mikrobiómu,
na ktorý dal 173 miliónov dolárov americký Národný inš***út zdravia,
spojil stovky vedcov,
aby zmapovali všetky tie Áčka, Téčka, Céčka a Géčka
a všetky mikróby ľudského tela.
Keď to dáme dokopy, vyzerá to takto.
Trochu ťažšie bude určiť, kto teda kde žije, že?
V mojom labáku vyvíjame počítačové technológie,
ktoré z týchto terabajtov sekvenčných dát
spravia niečo rozumnejšie na mapovanie.
Keď to spravíme s mikrobiomovými dátami
od 250 zdravých dobrovoľníkov,
dostaneme toto.
Každý tento bod predstavuje všetky mikróby
jednej mikrobiotickej komunity.
Vidíte, hovoril som vám, že vyzerajú rovnako.
Každý bod na obrázku predstavuje jednu mikrobiálnu komunitu
z jedného miesta v tele jedného zdravého človeka.
Vidíte, že rôzne časti tejto mapy majú rôzne farby,
skoro ako kontinenty.
Ukázalo sa,
že rôzne miesta v tele
obsahujú rozdielne mikróby.
Zelená predstavuje ústnu komunitu,
modrá na druhej strane, to je kožná komunita,
fialová je vaginálna komunita
a tá hnedá dole, to je fekálna komunita.
Za posledných pár rokov sme zistili,
že mikróby v rôznych častiach tela
sú veľmi odlišné.
Keď sa pozrieme na mikróby
v ústach a črevách jedného človeka,
nájdeme medzi týmito dvoma komunitami
obrovské rozdiely.
Väčšie ako medzi mikróbmi na tomto útese
a na tejto stepi.
Je to neuveriteľné, keď sa *** tým zamyslíte.
Znamená to, že vzdialenosť necelého metra v ľudskom tele
predstavuje väčší rozdiel v mikrobiálnej ekológii
než stovky kilometrov na Zemi.
Tým nehovorím, že to u dvoch ľudí na rovnakom mieste tela
vyzerá rovnako.
Asi ste už počuli,
že čo sa týka ľudskej DNA, sme si veľmi podobní.
Z hľadiska DNA ste z 99,99 % rovnakí
ako váš sused.
To sa nedá povedať o vašej črevnej mikroflóre:
So susedom máte rovnakých
možno len 10 % črevných mikróbov.
To je rozdiel ako medzi stepnými baktériami
a lesnými baktériami.
Tieto rozmanité mikróby
majú všetky tie rôzne funkcie, ktoré som spomínal,
od trávenia jedla
po vplyv na rôzne choroby,
metabolizáciu liekov a tak ďalej.
Ako to všetko robia?
Čiastočne tým,
že hoci máme v črevách ani nie jeden a pol kila mikróbov,
sú početnejšie ako my.
V akom zmysle sú početnejšie?
Záleží na tom, čo považujeme za naše telá.
Naše bunky?
Každý z nás pozostáva z asi 10 biliónov ľudských buniek,
ale nosíme v sebe až 100 biliónov mikrobiálnych buniek.
Takže nás početne prevyšujú 1:10.
Tiež si myslíme, že sme ľudia, lebo máme ľudskú DNA,
ale v skutočnosti má každý z nás asi 20 tisíc ľudských génov,
záleží, čo presne zahrnieme,
ale 2 až 20 miliónov mikrobiálnych génov.
Akokoľvek sa na to pozeráme, naši mikrobiotickí symbionti
sú vo veľkej početnej presile.
A ukázalo sa, že popri stopách našej ľudskej DNA
zanechávame aj stopy našej mikrobiálnej DNA
na všetkom, čoho sa dotkneme.
V nedávnom výskume sme ukázali,
že sa dá priradiť konkrétna dlaň
k počítačovej myši, ktorú používa,
s 95 % presnosťou.
Vyšlo to pred pár rokmi vo vedeckom časopise,
ale bolo to aj v krimiseriále CSI: Miami,
takže to určite bude pravda.
(smiech)
Kde sa vôbec vzali naše mikróby?
Ak máte, tak ako ja, psov alebo deti,
asi máte isté čierne podozrenie,
mimochodom, správne,
tak ako vás vieme priradiť k vášmu počítaču
podľa spoločných mikróbov,
vieme vás priradiť aj k vášmu psovi.
Ukázalo sa, že u dospelých
sú mikrobiálne komunity relatívne stabilné,
takže aj keď s niekým žijete,
udržíte si rozdielne mikrobiálne identity
po celé týždne, mesiace a dokonca i roky.
Ukázalo sa, že prvé mikrobiálne komunity
silne závisia na tom, ako sme sa narodili.
Deti, ktoré prídu na svet prirodzeným pôrodom,
nesú mikróby vaginálnej komunity,
zatiaľ, čo deti narodené cisárskym rezom
nesú mikróby, aké bývajú na koži.
To je možno príčinou istých odchýlok
v zdraví detí po cisárskom reze,
ako vyšší výskyt astmy, alergií alebo obezity,
tieto všetky sú spájané s mikróbmi.
Keď sa *** tým zamyslíte, až donedávna každý cicavec
prišiel na svet pôrodnými cestami
a nedostatok týchto ochranných mikróbov,
s ktorými sme sa evolučne vyvíjali, môže byť zásadný
pre mnohé zdravotné problémy ovplyvňované mikrobiómom.
Keď sa pred pár rokmi moja dcéra narodila
núdzovým cisárskym rezom,
zobrali sme vec do vlastných rúk
a zabezpečili, aby bola pokrytá vaginálnymi mikróbmi,
ktoré by dostala prirodzenou cestou.
Nedá sa s určitosťou povedať, či to malo vplyv
na jej zdravie, že?
Vzorka o veľkosti jedného dieťaťa, hoci ho aj veľmi ľúbime,
nie je dostatočne veľká,
aby bola štatisticky relevantná,
ale dnes má malá dva roky a ešte nemala zápal ucha,
takže tomu držíme palce.
Navyše začíname s klinickým výskumom s viacerými deťmi,
aby sme zistili všeobecne, či to má ochranný efekt.
Takže pôrod má obrovský vplyv na naše prvotné mikróby,
ale čo potom?
Znovu vidíme mapu
Projektu ľudského mikrobiómu,
kde každý bod predstavuje vzorku z jedného miesta tela
jedného z 250 zdravých dospelých.
Vidíme, ako sa deti vyvíjajú fyzicky,
vidíme, ako sa vyvíjajú mentálne.
A teraz po prvýkrát vidíme,
ako sa dieťa môjho kolegu vyvíja mikrobiálne.
Takže sa pozrieme
na stolicu toho bábätka,
teda fekálnu komunitu, ktorá reprezentuje črevá,
odoberanú týždenne po dva a pol roka.
A začíname prvým dňom.
Naše dieťa začína ako tento žltý bod,
vidíte, že začína v podstate vo vaginálnej komunite,
čo by sme aj očakávali podľa jeho pôrodu.
Počas tých dva a pol rokov
pocestuje až nadol,
až kým sa nepodobá na fekálnu komunitu zdravých dospelých, tu dole.
Spustím video a uvidíme, ako sa to deje.
Každý krok predstavuje len jeden týždeň.
Vidíme, že týždenné zmeny
mikrobiálnej komunity v stolici tohto dieťaťa
sú oveľa väčšie
než rozdiely medzi jednotlivými dospelými
v kohorte Projektu ľudského mikrobiómu,
to sú tie hnedé body dole.
A vidíte, že sa začína približovať k fekálnym komunitám dospelých.
Toto sa deje do dvoch rokov.
Ale tam sa stane čosi zaujímavé.
Dostane antibiotiká na ušný zápal.
Vidíte tú obrovskú zmenu,
nasledovanú pomerne rýchlym zotavením.
Pustím vám to ešte raz.
Vidíme, že v období len pár týždňov
tu máme radikálnu zmenu,
návrat o celé mesiace normálneho vývinu,
nasledovaný dosť rýchlym zotavením
a keď príde 838. deň,
ktorým video končí,
dosiahol prakticky komunitu stolice zdravých dospelých,
aj napriek antibiotickému zásahu.
Fakt zaujímavé, lebo to vzbudzuje zásadné otázky
o tom, čo sa deje pri zásahoch v rôznych obdobiach detského veku.
Záleží vôbec na raných zásahoch, keďže sa mikrobióm
mení tak rýchlo,
alebo je to ako hod kameňom do rozbúreného mora,
kde sa kruhy rýchlo stratia?
Napodiv sa ukázalo, že keď dáte antibiotiká deťom
do 6 mesiacov veku,
budú mať neskôr väčší sklon k obezite
v porovnaní s tými, ktoré antibiotiká brali neskôr alebo vôbec.
Rané zásahy teda môžu mať výrazný vplyv
na črevnú mikroflóru a na budúce zdravie,
ktorý len začíname odhaľovať.
Je to fascinujúce, lebo nehovoriac o vplyve
antibiotík na AB-rezistenciu baktérií,
čo je tiež veľmi dôležité,
môžu antibiotiká narúšať náš črevný mikrobiálny ekosystém
a jedného dňa sa možno na ne budeme pozerať s rovnakou hrôzou,
akú dnes pociťujeme k tým kovovým nástrojom,
ktoré Egypťania používali na drvenie mozgu,
aby ho mohli pred balzamovaním dostať von.
Spomínal som, že mikróby majú množstvo úloh
a v posledných pár rokoch
sú spájané s celým spektrom chorôb,
vrátane črevných zápalov,
srdcových chorôb, rakoviny hrubého čreva
a dokonca s obezitou.
Obezita má, zdá sa, obrovský vplyv,
dnes vieme povedať, či ste štíhly, alebo obézny,
s 90 % presnosťou,
len na základe vašich črevných mikróbov.
Môže to znieť pôsobivo,
ale ako lekársky test je to trochu problematické,
lebo asi by ste vedeli povedať, ktorá z dám trpí obezitou,
aj bez znalosti ich črevných mikróbov.
Ale ak by sme poznali ich kompletnú ľudskú DNA,
nasekvencovali všetky gény,
určili by sme, ktorá je obézna, len s 60 % presnosťou.
To je úžasné, nie?
Znamená to, že 1,4 kg mikróbov, ktoré so sebou nosíte,
môže byť zásadnejších pre niektoré ochorenia
než všetky gény vášho genómu.
Pri myšiach toho vieme urobiť oveľa viac.
Tam sú mikróby spájané s mnohými ďalšími diagnózami
ako je skleróza multiplex,
depresia, autizmus a znova obezita.
Ale ako vieme, či sú tieto mikrobiálne odchýlky
príčinou alebo dôsledkom daných chorôb?
Jedna z vecí, ktoré môžeme urobiť, je chovať myši
bez vlastných mikróbov, v aseptickej bubline.
Potom pridáme mikróby, ktoré nás zaujímajú,
a sledujeme, čo sa bude diať.
Keď vezmeme mikróby od obéznej myši
a transplantujeme ich do geneticky normálnej myši,
ktorá predtým nemala vlastné mikróby,
bude tučnejšia, než keby dostala mikróby bežnej myši.
Je fakt zaujímavé, prečo je to tak.
Niekedy ide o to, že mikróby
pomáhajú tráviť jedlo efektívnejšie,
čiže myš získa z rovnakej stravy viac energie,
ale v iných prípadoch ide o to, že mikróby ovplyvňujú správanie.
Taká myš potom žerie viac ako normálna myš,
takže tlstne, len ak ju necháme žrať, koľko chce.
Pozoruhodné, však?
Ukazuje to, že mikróby sú schopné ovplyvniť správanie cicavcov.
Možno vás zaujíma, či sa takéto veci dajú robiť aj medzidruhovo
a naozaj, keď vezmete mikróby obézneho človeka
a transplantujete ich do myši, ktorá nemala žiadne vlastné,
taká myš bude tlstnúť viac,
než keby dostala mikróby štíhleho človeka.
Ale vieme pripraviť mikrobiálnu komunitu, ktorou myš naočkujeme,
a tá priberaniu zabráni.
Vieme pracovať aj s podvýživou.
V jednom projekte financovanom Gatesovou ***áciou
skúmame deti z Malawi,
trpiace ťažkou formou podvýživy zvanou kwashiokor
a myši, ktorým transplantujeme kwashiokorovú komunitu,
stratia 30 % telesnej hmotnosti
už počas 3 týždňov,
ale vieme ich uzdraviť pomocou výťažku z arašidového masla,
ktorý dostávajú aj deti v nemocnici.
Myšiam, ktoré dostali mikróby
od zdravých dvojičiek podvyživených detí, sa darí dobre.
Skvelé, toto naznačuje, že môžeme smerovať liečbu tým,
že ju vyskúšame na mnohých myšiach, ktoré všetky majú
črevnú mikroflóru daného pacienta,
a snáď aj ušiť liečbu každému pacientovi na mieru.
Podľa mňa je dôležité, aby sa každý mohol
podieľať na tomto objave.
Preto sme pred pár rokmi
spustili projekt menom Americké črevá,
ktorý vám umožní zaujať vaše miesto na tejto mikrobiálnej mape.
Dnes je to najväčší crowd-fundovaný vedecký projekt, o ktorom viem –
doteraz sa prihlásilo viac než 8 000 ľudí.
Funguje to tak, že nám pošlú vzorky,
my nasekvencujeme DNA ich mikróbov a oznámime im výsledky.
Výsledky, bez identifikácie človeka, zverejníme aj pre vedcov, učiteľov,
verejnosť a tak ďalej,
každý môže mať k týmto údajom prístup.
Na druhej strane,
keď predvádzame náš labák v BioFrontier Institute
a vysvetľujeme, že pomocou robotov a laserov skúmame fekálie,
vysvitne, že nie každý chce o sebe toto vedieť.
(smiech)
Ale myslím, že mnohí z vás áno,
tak som priniesol niekoľko súprav, ak máte záujem
vyskúšať si to.
Prečo to stojí za to?
Ukazuje sa, že pomocou mikróbov
vieme nielen zistiť, ako sme na tom so zdravím,
ale aj choroby liečiť.
Toto je jedna z noviniek, ktorú sa nám podarilo vizualizovať
s kolegami z Minnesotskej univerzity.
Tu je znova mapa ľudského mikrobiómu.
Pridám tam
mikrobiálne komunity ľudí trpiacich na C. diff.
To je príšerná forma hnačky,
musíte bežať aj 20-krát za deň,
a vyberali sme len spomedzi pacientov,
ktorým dva roky nezaberali antibiotiká.
Čo sa stane, ak transplantujeme trochu stolice od zdravého darcu,
to je ten tu dole,
do čriev týchto pacientov.
Budú dobré mikróby bojovať so zlými
a pomôžu prinavrátiť zdravie?
Pozrime sa presne, čo sa deje.
Štyria pacienti dostanú transplantát
od zdravého darcu tu dole
a vidíte, že črevná komunita
sa okamžite radikálne zmení.
Deň po transplantácii
všetky symptómy vymiznú,
hnačka prestane
a pacienti sú znova zdraví, s črevnou mikroflórou podobnou darcovi,
ktorá je stabilná.
(potlesk)
V týchto objavoch sme len na začiatku.
Zisťujeme, že mikróby majú vplyv
na všemožné choroby,
od črevných zápalov po obezitu
a možno aj na autizmus a depresiu.
Teraz potrebujeme
vyvinúť niečo ako mikrobiálne GPS,
s ktorým nielen zistíme, kde práve sme,
ale tiež, kam chceme ísť
a čo pre to treba urobiť
a musíme to urobiť dosť jednoduché,
aby to zvládlo aj dieťa. (smiech)
Ďakujem.
(potlesk)