Starodávne výkaly odhaľujú dramatické zmeny v ľudskej mikrobiote za posledných 2 000 rokov
Nová štúdia publikovaná v časopise Nature zdôrazňuje dôležitosť evolučnej histórie ľudskej mikrobioty pre pochopenie vplyvu súčasných črevných mikróbov na naše zdravie a choroby.
Čo je už o tejto téme známe
Niekoľko štúdií preukázalo, že ľudia žijúci v industrializovaných spoločnostiach majú menej rozmanitú črevnú mikrobiotu ako jedinci z neindustriálnych populácií. Priemyselná mikrobiota bola tiež spojená so zvýšením výskytu chronických chorôb, ako je obezita a autoimunitné ochorenia. Ako sa však vyvinula črevná mikrobiota v priebehu času, zostáva záhadou.
Čo tento výskum dodáva
Vedci analyzovali ľudské výkaly spred asi 1 000 - 2 000 rokov, ktoré sa našli na juhozápade USA a v Mexiku. Z týchto vzoriek tím rekonštruoval takmer 500 mikrobiálnych genómov, z ktorých sa 181 javí ako ľudský črevný pôvod. Asi 40% týchto genómov nebolo nikdy predtým opísaných, čo naznačuje prítomnosť druhov, ktoré sa líšia od druhov pozorovaných v moderných populáciách. Porovnaním genómov týchto mikróbov s genómami súčasnej črevnej mikrobioty z priemyselných a nepriemyselných populácií vedci zistili, že starodávne mikrobioty sú podobné tým, ktoré majú súčasní jednotlivci z neindustriálnych spoločností.
Záver
Zistenia objasňujú vývojovú históriu ľudskej mikrobioty a môžu pomôcť pochopiť úlohu črevných mikróbov v zdraví a chorobe.
Za posledných 2 000 rokov prešli spoločenstvá mikróbov obývajúcich ľudskú mikrobiotu podstatnými zmenami, čo môže vysvetľovať, ako je zloženie súčasnej črevnej mikrobioty spojené s vývojom dlhodobých chorôb. To je záver analýzy starodávnych výkalov zo Severnej Ameriky.
Zistenia publikované v časopise Nature vrhajú svetlo na evolučnú históriu ľudskej mikrobioty a môžu pomôcť porozumieť úlohe črevných mikróbov pre zdravie a choroby.
Niekoľko štúdií preukázalo, že ľudia žijúci v industrializovaných spoločnostiach majú menej rozmanitú črevnú mikrobiotu ako jedinci z neindustriálnych populácií. Priemyselná mikrobiota bola tiež spojená so zvýšeným výskytom chronických chorôb, ako je obezita a autoimunitné ochorenia. Ako sa však vyvinula črevná mikrobiota v priebehu času, zostáva záhadou.
„Keď dnes študujeme ľudí - kdekoľvek na planéte - vieme, že ich črevné mikrobiómy boli ovplyvnené našim moderným svetom, či už stravou, chemikáliami, antibiotikami alebo množstvom ďalších vecí,“ hovorí spoluautorka štúdie Meradeth Snow na Univerzita v Montane. „Takže pochopenie toho, ako vyzeral črevný mikrobióm pred industrializáciou, nám pomáha pochopiť, čo sa v dnešných útrobách líši,“ hovorí.
Tím vedcov vedený Aleksandarom Kosticom na Harvardskej lekárskej fakulte analyzoval osem dobre zachovaných vzoriek ľudských výkalov spred zhruba 1 000 - 2 000 rokov, ktoré sa našli v juhozápadných USA a Mexiku, aby zrekonštruovali starodávne mikrobiálne genómy.
Starodávne mikróby
Zo starodávnych fekálnych vzoriek vedci zrekonštruovali 498 mikrobiálnych genómov, z ktorých sa 181 javí ako ľudský črevný pôvod. Z nich 61 - alebo asi 40% - nebolo nikdy predtým opísaných, čo naznačuje prítomnosť druhov, ktoré sa líšia od druhov pozorovaných v moderných populáciách.
Ďalej tím porovnal starodávne výkaly s výkalmi jednotlivcov z industrializovanej a neindustrializovanej súčasnej populácie. Mikrobiálne zloženie starodávnych fekálnych vzoriek bolo viac podobné nepriemyselným vzorkám ako priemyselným. Napríklad Bacteroidetes a Verrucomicrobia boli vo vzorkách z industrializovaných populácií bežnejšie ako v starých vzorkách, zatiaľ čo Firmicutes, Proteobacteria a Spirochaetes boli v priemyselných vzorkách menej hojné ako v starodávnych výkaloch.
Baktéria Treponema succinifaciens nebola prítomná v žiadnych vzorkách priemyselných populácií, ale bola prítomná vo všetkých ôsmich analyzovaných starodávnych mikrobiotách, zistili vedci. "V starodávnych kultúrach sú jedlá, ktoré konzumujete, veľmi rozmanité a môžu podporovať eklektickejšiu zbierku mikróbov," hovorí Kostic. "Ale ako sa posúvate smerom k industrializácii a väčšej miere v obchode s potravinami, strácate veľa výživných látok, ktoré pomáhajú podporovať rozmanitejší mikrobióm."
Moderné choroby
Ďalšie analýzy ukázali, že súčasné črevné mikrobioty z industrializovanej aj neindustriálnej populácie obsahovali viac génov rezistencie na antibiotiká ako starodávne vzorky stolice. Moderné vzorky tiež mali vyšší počet génov, ktoré produkujú proteíny, ktoré degradujú vrstvu črevného hlienu. Degradácia ochrannej hlienovej vrstvy čreva môže mať za následok zápal, ktorý súvisí s rôznymi črevnými ochoreniami.
Na druhej strane, starodávne vzorky stolice a vzorky jednotlivcov z neindustrializovaných spoločností obsahovali niekoľko génov spojených s metabolizmom škrobov - pravdepodobne preto, že tieto populácie konzumujú zložitejšie sacharidy ako súčasná priemyselná populácia.
Vedci tvrdia, že štúdium mikróbov nájdených v dávnych vzorkách stolice by mohlo pomôcť v boji proti chorobám, ako je cukrovka, ktoré sú bežné v priemyselných spoločnostiach.
Autor: Ing. Norbert Bomba
Zdroje:
- https://www.nature.com/articles/s41586-021-03532-0
- https://microbiomepost.com/ancient-feces-reveal-dramatic-changes-in-the-human-microbiota-over-the-past-2000-years/
