Роб Најт Како нашите микроби нè прават она што сме ние ТЕД Збор за преводи и Транскрипт ТЕД
Здравјето на нашето тело отсекогаш било важно за нас, но не знаевме секогаш што е важно. Земете ги античките Египќани, на пример, кои зачуваа одредени делови од телото за задгробниот живот додека отстрануваа други делови, како овој. Додека внимателно ги зачувале желудникот, белите дробови, црниот дроб итн., Тие го распарчиле мозокот, го отстраниле низ носот и го отфрлиле. Исто така, има смисла, кому му треба мозок? Што ако имавме некаков запоставен орган, со иста тежина како мозокот и во некои аспекти исто толку карактеристично, но што едвај го разбираме и како последица е потценет? Дали новите докази сугерираат дека овој орган е од клучно значење за нас, зарем не сакате да знаете повеќе за тоа? Всушност, имаме нешто вакво: нашите црева - поточно, неговите микроби. Не само важни микробите од цревата,
туку микробите низ целото тело влијаат на многу од нашите карактеристични одлики. На пример, некои од нас се каснуваат од комарци многу почесто од другите. Навистина, оваа легенда за кампување е вистинита. Комарците ме гризат Б. ретко, но мојата партнерка Аманда привлекува цели рој. Причината се различни микроби на кожата
и нивните излачени супстанции, кои ги перципираат комарците. Понатаму, микробите се многу важни од медицинска гледна точка. Вака нашите микроби од цревата одлучуваат дали одредени ослободувачи на болка се токсични за црниот дроб или некој лек лечи срцеви заболувања.
Кај мушичките од овошје, микробите одлучуваат со кого да имаат секс. Сè уште не сме го докажале ова кај луѓето, но можеби е само прашање на време. (Смеа) Микробите извршуваат огромен број функции. Тие го поддржуваат нашето варење, го стимулираат нашиот имунолошки систем и ни помагаат во борбата против болестите,
а можеби дури и влијаат на нашето однесување. Како изгледа мапата на сите овие асоцијации на микроби? Не баш како овој, што всушност го илустрира неговиот биодиверзитет. Различни региони на нашиот свет се карактеризираат со карактеристични предели и организми, како што е прикажано во овие 3 примери. Микробиологијата е слична, иако морам да признаам дека сите микроби изгледаат исто под микроскоп. Наместо да го утврдиме визуелно, ја разгледуваме нејзината ДНК низа. Во „Проектот за човечки микробиом“, финансиран од НИХ со 155 милиони евра, стотици истражувачи се здружуваат за да ги мапираат As, Ts, Gs и C на сите човечки микроби. Се на се, изгледа вака. Тешко е да се каже кој каде живее, нели?
Мојата лабораторија развива компјутерски потпомогнати технологии за да ги донесе терабитите ДНК секвенци во јасна форма. Податоците за човечкиот микробиом од 250 здрави волонтери изгледаат вака. Секоја точка ги претставува сите комплексни микроби во цела асоцијација на микроби. Реков да, сите изгледаат исто. Секоја единствена точка се залага за микробиолошка асоцијација на телесен регион на здрав учесник. Гледате различни области на дисплејот во различни бои, скоро како засебни континенти. Различни делови од телото имаат различни микроби. Тука имаме орална флора во зелена боја; флората на кожата наспроти сино; вагиналната флора во виолетова и на дното цревната флора во кафеава боја. Само во последните неколку години откривме дека микробите во различните делови на телото се многу различни. Ако ги споредите микробите во устата и цревата на една личност, се откриваат огромни разлики помеѓу овие микробиолошки асоцијации. Разликата е поголема отколку помеѓу микробите на овој гребен и овој преран. Тоа е прилично извонредно. Растојание од половина метар во човечкото тело покажува поголеми микробиолошки разлики отколку стотици километри на земјата.
Понатаму, бактериите во истите региони на телото се различни кај секоја личност. Со сигурност знаете дека сите луѓе имаат многу слична ДНК. Вашата ДНК е 99,99% идентична со онаа на лицето што седи до вас. Ова не се однесува на вашата цревна флора; што одговара само на 10% со цревната флора на вашиот сосед. Ова одговара на разликата помеѓу бактериите на оваа прерија и оваа шума.
Како што споменавме, различните микроби имаат различни функции: варење храна, влијание врз разни болести, разградување на лекови, итн. Но, како го прават сето ова? Нашите цревни микроби тежат само 1,5 кг, но тие се побројни од нас. Колку се тие мнозинство? Тоа зависи од тоа како го дефинираме нашето тело. Да ги земеме клетките. Секој од нас е составен од околу 10 трилиони клетки, додека сме до 100 трилиони микробни клетки. Значи, вие сте 10: 1 супериорен од нас. Или велиме дека човечката ДНК не обликува. Секој од нас има околу 20 000 гени, во зависност од тоа како сметате и 2 до 20 милиони гени на микроби. Без оглед како гледате на тоа, нашите симболити на микроби се многу побројни. Не само што оставаме човечка ДНК, туку и микробиолошка ДНК, на сè што допираме.
Пред неколку години покажавме во една студија дека дланката на дланката на една личност може да се додели на нивното редовно користено компјутерско глувче со точност од 95%. Ова беше научно објавено пред неколку години и се појави и во серијата „ЦСИ: Мајами“, тогаш мора да биде вистина. (смеј се)
Од каде всушност потекнуваат нашите микроби? Ако, како мене, имате кучиња и деца, сигурно имате лоши претпоставки, патем се точни. Не само што микробите во вашата компјутерска опрема се совпаѓаат со вас, туку и со вашето куче. Сепак, микробиолошките асоцијации кај возрасните се релативно стабилни, па дури и ако живеете со некого, можете да го задржите вашиот микробиолошки идентитет со недели, месеци, дури и години.
Нашите први микробиолошки асоцијации се одредени од начинот на раѓање. Бебињата родени вообичаено имаат микроби на вагиналната флора, додека бебињата родени со царски рез имаат микроби од кожа. Може да има врска помеѓу здравствени проблеми и породување со царски рез. На пример, зголемените случаи на астма, алергии, па дури и дебелина се поврзани со микробите. До неодамна, цицачите се раѓаа само преку породилниот канал. Недостатокот на овие заштитни микроби, со кои еволуиравме, може да биде причина за разни симптоми поврзани со микробиомот.
Кога пред неколку години ќерка ми се роди со итен царски рез, решивме да го изложиме нејзиното тело на вагиналната флора, како во случајот на природно раѓање. Тешко е да се каже дали ова влијаело на нивното здравје. Дури и ако ги сакаме, нивните индивидуални случаи не дозволуваат општа изјава. Таа сега има 2 години и сè уште немала инфекција на увото. Да ги држиме прстите прекрстени. Сега испитуваме повеќе деца во клинички студии и проверуваме дали ова обично има заштитен ефект.
Видот на раѓање ги одредува нашите први микроби.
Што е следно после тоа? Еве ги податоците од Проектот за човечки микробиом повторно. Секоја точка претставува регион на тело од еден од 250 здрави возрасни учесници. Вие знаете како децата се развиваат физички и психички. Овде можете да видите за прв пат како детето на мојот колега се развива микробиолошки. Гледаме како микробите на столицата на ова бебе, цревната флора, се менуваат во неделни интервали за скоро 2½ години. Почнувајќи од првиот ден, жолтата точка, прво гледаме вагинална флора, како што се очекуваше од раѓањето. Во текот на 2½ години се движи надолу и на крајот наликува на цревната флора на здраво возрасно лице. Еве одиме. Гледајте што ќе се случи. Секој скок одговара на една недела.
Неделната промена во микробите на столицата кај ова дете е поголема од разликата помеѓу здрави возрасни лица, група на Проектот за човечки микробиоми, прикажана со кафена боја подолу. Како што можете да видите, сега достигнува цревна флора кај возрасно лице. Поминаа околу 2 години. Сега се случи нешто извонредно, поради инфекција на увото, му се даваат антибиотици и ова е проследено со огромна промена во неговата цревна флора, која брзо се враќа во нормала. Youе ти покажам уште еднаш. Во овие неколку недели гледаме силно уназадување, поголемо отколку во месеци на развој, што веднаш повторно се нормализира. До 838 година, крајот на видеото, тој имаше цревна флора на здраво возрасно лице, и покрај ефектите на антибиотикот.
Ова е многу интересно затоа што покренува фундаментални прашања. Каков ефект имаат антибиотиците врз децата? Каква улога игра возраста? Дали третманите за мали деца се критични затоа што микробиомот многу се менува или е како да фрлате камен во бурното море, каде што движечките кругови се заматени од брановите? Ако бебињата се третираат со антибиотици во првите 6 месеци, најверојатно ќе станат дебели подоцна отколку без или по подоцнежно лекување. Ефектот на раните третмани врз цревната флора и подоцнежното здравје се верува дека е огромен и сè уште е слабо разбран. Ова е импресивно. Затоа, антибиотиците не само што предизвикуваат отпорни бактерии, што е важен проблем, туку тие исто така можат да ја уништат нашата цревна флора. Од страв треба да се стравуваме дека еден ден ќе ги презираме антибиотиците, како и металните алатки што ги користеле античките Египќани за да ги распарчат мозоците на лешевите пред да бидат мумифицирани.
Ги споменав сите важни функции на микробите. За последните неколку години тие беа поврзани со широк спектар на болести, како што се воспалителни болести на цревата, срцеви заболувања, рак на дебелото црево, па дури и дебелина. Се верува дека дебелината е под големо влијание на дебелината. Испитувањето на цревната флора денес може да предвиди 90% дали некое лице е дебело или не. Ова е импресивно, но занемарливо како медицински тест, бидејќи дебелите луѓе можат да се препознаат без да се анализира нивната цревна флора. Но, дури и редоследот на целосниот геном, човечката ДНК, ќе предвиди дебелина со само 60% веројатност. Импресивно, нели? 1,5 кг микроби што ги носиме се поважни за некои болести од кој било ген во нашиот геном.
Многу повеќе е можно кај глувците. Различни болести се поврзани со микробите кај глувците, вклучувајќи го и следново. Мултиплекс склероза, депресија, аутизам и дебелина. Но, дали микробните разлики се причина или последица на овие болести? Да појасниме, можеме да одгледуваме глувци во стерилна средина без свои микроби. Потоа можеме да додадеме потенцијално интересни микроби и да ги гледаме како се развиваат. Ако земеме микроби од дебел глушец и ги пресадиме во генетски нормален глушец кој е одгледуван во средина без микроби, глушецот станува подебел отколку со микробите од нормалното глувче. Причината за ова е фасцинантна. Понекогаш микробите помагаат поефикасно да се вари храната, така што добивката на енергија е поголема. Во други случаи, микробите го менуваат однесувањето на глувците така што тие јадат повеќе од нормалното глувче и се дебелеат само со неограничена храна.
Многу извонреден, нели? Значи, микробите влијаат на однесувањето на цицачите. Дали овој експеримент работи и помеѓу видовите? Исто така, ако ги земете микробите од дебела личност и ги трансплантирате во глувци без микроби, глувците ќе станат подебели од микробите од слаба личност. Можеме да создадеме и микробен завој кој нема да предизвика зголемување на телесната тежина
или што помага против неухранетост. Фондацијата Гејтс финансира проект за проучување на децата во Малави кои имаат квашиоркор, тешка форма на неухранетост. Ако микробите од квашиоркор се пресадат во глувци, тие ќе изгубат 30% од својата тежина за 3 недели. Ако ја следите истата диета со путер од кикирики како и децата во клиниката, ќе ја вратите својата нормална тежина. Меѓутоа, ако глувците добијат микроби од здрав близнак од заедницата Квашиоркор, ништо не се случува. Ова е одлично, бидејќи може да овозможи обиди за терапија со цревната флора кај поединци кај бројни глувци и, следствено, развој на индивидуални терапии.
Секој треба да има можност да учествува во овој развој. Пред неколку години го започнавме американскиот проект Гут [Гут], каде секој може да го најде своето место на микробиолошката мапа. Денес, со повеќе од 8.000 регистрирани учесници, тоа е најголемиот научен проект за финансирање на народот. Вие го испраќате вашиот примерок, ние ја одредуваме ДНК на микробите и го испраќаме резултатот назад. Ние исто така ги објавуваме резултатите анонимно за научници, едукатори и заинтересирани граѓани со цел да овозможиме пристап до податоците. Им објасниме на посетителите на нашата лабораторија во Институтот „Биограници“ дека ги испитуваме изметот со ласери и роботи, но тоа не мора да интересира секого. (Смеа) Сигурно сте заинтересирани, па затоа донесов неколку пакувања да ги земете доколку сакате да ги испробате сами.
Зошто го правиме ова Не само што можеме да ги користиме микробите за да го процениме нашето здравје, туку можеме да лекуваме и болести. Тоа можевме да го нацртаме неодамна, заедно со колегите од Универзитетот во Минесота. Еве ја репрезентацијата на човечкиот микробиом повторно. Овој пат, додавам микроби од луѓе со C. դժվար, тешко дијарејално заболување што бара да мора да имате до 20 пати на ден. Антибиотската терапија 2 години беше неуспешна пред тие да станат кандидати за ова испитување. Што се случува ако трансплантираме столица од здрав донатор, прикажана на дното како starвезда, на пациентот? Дали добрите микроби се борат против лошото и промовираат заздравување? Погледнете што ќе се случи. Четири од овие пациенти сега добиваат трансплантација од здравиот донатор на самото дно, и можете да видите како цревната флора веднаш се менува радикално. Еден ден по трансплантацијата, сите симптоми се смируваат, дијареата ја нема, пациентите се повторно здрави и личат на цревната флора на донаторот. И нема релапс. (Аплауз)
Ние сме на самиот почеток на ова откритие. Почнуваме да разбираме дека микробите влијаат на овие болести, од хронично заболување на дебелото црево до дебелина, можеби дури и аутизам и депресија. Треба да развиеме еден вид микробен GPS кој не само што ни покажува каде сме во моментот, туку и која е нашата цел и како можеме да ја постигнеме. И, мора да биде толку едноставно што дури и дете може да го користи. (смеј се)