Як працюють мікробні спільноти в організмі людини: нове дослідження

Дослідники з Дрексельського університету (США) повідомили про новий метод аналізу кодів у РНК, за допомогою яких можна визначити мікробні спільноти людини і зрозуміти, як вони функціонують.

Відомо, що групи бактерій і вірусів, які природним чином співіснують в організмі людини, відіграють важливу роль у життєво важливих функціях, таких як травлення, обмін речовин і навіть боротьба з хворобами.

Велика частина досліджень мікробіома була зосереджена на визначенні різних видів мікробів. Розробка методів лікування захворювань, пов'язаних з мікробіотою, заснована на ідеї, що дисбаланс або відхилення в мікробіомі є джерелом проблем зі здоров'ям, таких як розлад шлунка або хвороба Крона.

Новий метод: метагеноміка

Вчені на чолі з Гейл Розен використовували комп'ютерний алгоритм обробки даних, щоб розшифрувати величезну кількість інформації про генетичне секвенування. Вони створили обчислювальний підхід до вивчення взаємодій і еволюції організму, який називається метагеномікою.

Новий метод заснований на аналізі генетичного коду для виявлення повторюваних патернів. Це вказує на те, що певні групи мікроорганізмів зустрічаються разом так часто, що це не випадково.

«Існують тисячі видів бактерій, що живуть в організмі та є сусідами один з одним, і дуже складно при цьому визначити, хто з них є сусідами і спілкується один з одним. Ми використовуємо алгоритм пошуку шаблонів для роботи над завданням, що економить величезну кількість часу і усуває деякі здогади», – зазначила Г. Розен.

Для сучасних методів дослідження мікробіоти, наприклад, кишкових бактерій, потрібен зразок з кишківника, після чого в ньому вивчають генетичний матеріал. Однак, на думку авторів, «неможливо по-справжньому зрозуміти, що роблять спільноти мікробів, якщо ми не бачимо масштабів спільноти і того, як часто і де ще вони можуть зустрічатися в організмі», – додав Стів Волошінек, співавтор дослідження.

Створення карт спільнот мікроорганізмів

Отримання повної карти мікробних спільнот з використанням метагеноміки дозволяє дослідникам спостерігати, як вони змінюються з часом і у здорових людей, і у людей з певними захворюваннями. Розуміння різниці між цими двома поняттями дозволить з'ясувати функції спільноти і види мікробів у ній.

Однією з головних цілей аналізу мікробіоти людини є використання певних спільнот мікроорганізмів у якості індикаторів для виявлення таких захворювань, як хвороба Крона або навіть деякі види раку.

При перевірці методу метагеноміки зі схожими процедурами моделювання при діагностиці хвороби Крона і раку ротової порожнини з'ясувалося, що новий метод так само точний у прогнозуванні захворювань. При цьому він дуже швидкий – займає всього кілька хвилин проти декількох днів. Крім того, він показує, як кожен вид мікробів впливає на серйозність хвороби.

При такому рівні деталізації вчені можуть орієнтуватися на певні генетичні групи при розробці цільових методів лікування. Команда вчених зробила свої інструменти аналізу загальнодоступними в надії прискорити просування лікування різних захворювань.