Το έντερο ως οικοσύστημα που μεταβάλλεται
Στο έντερο φιλοξενούνται τρισεκατομμύρια μικροοργανισμοί που συμμετέχουν στην πέψη, στη λειτουργία του ανοσοποιητικού και στον μεταβολισμό. Νέα μελέτη ερευνητών με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Βιέννης δείχνει ότι η εικόνα αυτή είναι πιο σύνθετη από μια απλή καταγραφή «καλών» και «κακών» βακτηρίων.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Nature, εντόπισε διακριτές εξελικτικές ομάδες μέσα σε γνωστά είδη βακτηρίων του εντέρου. Οι ομάδες αυτές φαίνεται να έχουν προσαρμοστεί σε διαφορετικές συνθήκες και μικροπεριβάλλοντα του ανθρώπινου οργανισμού.
Δεν αρκεί να μετράμε μόνο τα είδη
Οι περισσότερες αναλύσεις του μικροβιώματος ομαδοποιούν τα βακτήρια κυρίως ανά είδος ή με βάση τη γενετική τους ομοιότητα. Η προσέγγιση αυτή είναι χρήσιμη, όμως μπορεί να κρύβει διαφορές ανάμεσα σε πληθυσμούς του ίδιου είδους: κάποιοι μπορεί να συνδέονται με μια ασθένεια, ενώ άλλοι να είναι ουδέτεροι ή ακόμη και προστατευτικοί.
Για να ξεχωρίσουν αυτές τις ομάδες, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια βιοπληροφορική μέθοδο που ονομάζεται «αντίστροφη οικολογία». Συνδύασαν χιλιάδες βακτηριακά απομονώματα από το ανθρώπινο έντερο με μεταγονιδιωματικά δεδομένα από ανθρώπους διαφορετικών χωρών, ηλικιών και καταστάσεων υγείας.
Η ανάλυση αναζήτησε γενετικά ίχνη προσαρμογής σε συγκεκριμένες οικολογικές «θέσεις» του εντέρου. Έτσι, οι επιστήμονες αναγνώρισαν πληθυσμούς που δεν θα ήταν εύκολο να διακριθούν αν όλα τα μέλη ενός είδους εξετάζονταν ως ενιαία κατηγορία.
Βακτήρια με διεθνή κινητικότητα
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα ήταν ότι ορισμένοι ανταγωνιστικοί πληθυσμοί βακτηρίων φαίνεται να εξαπλώθηκαν γρήγορα σε μεγάλες γεωγραφικές αποστάσεις. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα γενετικά μοτίβα δείχνουν εξάπλωση μεταξύ ηπείρων μέσα σε λίγες δεκαετίες.
Παρόμοια δυναμική είχε παρατηρηθεί κυρίως σε παθογόνους μικροοργανισμούς. Η μελέτη δεν υποστηρίζει ότι το μικροβίωμα μεταδίδεται όπως μια λοίμωξη ούτε ότι κάθε βακτήριο που εντοπίζεται σε έναν άνθρωπο περνά αυτόματα σε άλλον. Δείχνει, όμως, ότι η μετάδοση μεταξύ ανθρώπων μπορεί να αποτελεί σημαντική δύναμη που διαμορφώνει το ποιοι βακτηριακοί πληθυσμοί εγκαθίστανται και εξαπλώνονται.
Τι σημαίνει για τη σύνδεση με τις ασθένειες
Οι ερευνητές βρήκαν πληθυσμούς που εμφανίζονταν συχνότερα σε δείγματα ανθρώπων με προχωρημένη ηλικία, φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου, καρκίνο του παχέος εντέρου και διαβήτη τύπου 2. Η συσχέτιση δεν αποδεικνύει ότι οι συγκεκριμένοι πληθυσμοί προκαλούν αυτές τις καταστάσεις· μπορεί να αντανακλά και αλλαγές που προκαλεί η ίδια η νόσος ή το περιβάλλον του εντέρου.
Η αξία του ευρήματος βρίσκεται στην ακρίβεια. Αντί να αντιμετωπίζεται ένα ολόκληρο βακτηριακό είδος ως ενιαία μονάδα, οι μελλοντικές μελέτες μπορούν να εξετάζουν τις συγκεκριμένες γενετικές ομάδες που σχετίζονται περισσότερο με την υγεία ή τη νόσο. Αυτό θα μπορούσε να βελτιώσει την αναζήτηση βιοδεικτών και, σε βάθος χρόνου, να οδηγήσει σε παρεμβάσεις που ενισχύουν ωφέλιμους πληθυσμούς ή περιορίζουν εκείνους που συνδέονται με επιβλαβείς επιδράσεις.
Το επόμενο βήμα είναι να εξηγηθεί η λειτουργία τους
Η μελέτη ανοίγει ένα ερευνητικό μονοπάτι, δεν προσφέρει έτοιμο διαγνωστικό τεστ ή θεραπεία. Η ομάδα θέλει τώρα να εντοπίσει ποια γονίδια διαφοροποιούν τους βακτηριακούς πληθυσμούς και ποιες βιολογικές λειτουργίες προκύπτουν από αυτές τις διαφορές.
Η απάντηση θα κρίνει αν η νέα ταξινόμηση μπορεί να μετατραπεί σε αξιόπιστους δείκτες για την κλινική πράξη. Μέχρι τότε, το βασικό μήνυμα είναι πιο μετρημένο αλλά σημαντικό: για να κατανοήσουμε το μικροβίωμα, ίσως χρειάζεται να μελετάμε όχι μόνο ποια είδη υπάρχουν, αλλά και ποιοι συγκεκριμένοι πληθυσμοί ζουν, μετακινούνται και προσαρμόζονται μέσα στο ανθρώπινο σώμα.