Microbiomul intestinal poate juca, de asemenea, un rol în medicina personalizată. nopparit/iStock prin Getty Images Plus

Când primii oameni s-au mutat din Africa, și-au purtat microbii intestinali cu ei. Se pare că și acești microbi au evoluat împreună cu ei.

microbiom intestinal uman este alcătuită din sute până la mii de specii de bacterii și arheea. Într-o anumită specie de microbi, tulpini diferite poartă gene diferite care pot vă afectează sănătatea și bolile la care sunteți susceptibil.

Există variație pronunțată în compoziția microbiană și diversitatea microbiomului intestinal între oamenii care trăiesc în diferite țări ale lumii. Deși cercetătorii încep să înțeleagă ce factori afectează compoziția microbiomului, cum ar fi dieta, există încă o înțelegere limitată cu privire la motivul pentru care grupuri diferite au tulpini diferite ale aceleiași specii de microbi în intestine.

Suntem cercetători care studiem evolutie microbiana și microbiomurile. Noastră studiu publicat recent a descoperit că microbii nu numai că s-au diversificat cu gazdele lor umane moderne timpurii pe măsură ce călătoriau pe tot globul, ci au urmărit evoluția umană limitându-se la viața în intestin.

Microbiomul intestinal joacă un rol cheie în multe domenii ale sănătății tale.

Microbii împărtășesc istoria evolutivă cu oamenii

Am emis ipoteza că, pe măsură ce oamenii s-au răspândit pe tot globul și s-au diversificat genetic, la fel au făcut și speciile microbiene din intestinele lor. Cu alte cuvinte, microbii intestinali și gazdele lor umane s-au „codiversificat” și au evoluat împreună – la fel cum ființele umane s-au diversificat, astfel încât oamenii din Asia să arate diferit de oamenii din Europa, la fel au făcut și microbiomele lor.

Pentru a evalua acest lucru, trebuia să împerechem datele despre genom uman și microbiom de la oameni din întreaga lume. Cu toate acestea, seturile de date care au furnizat atât datele despre microbiom, cât și informațiile despre genom pentru indivizi au fost limitate atunci când am început acest studiu. Cele mai multe date disponibile public erau din America de Nord și Europa de Vest și aveam nevoie de date care să fie mai reprezentative pentru populațiile din întreaga lume.

Deci, echipa noastră de cercetare a folosit datele existente din Camerun, Coreea de Sud și Regatul Unit și, în plus, a recrutat mame și copiii lor mici în Gabon, Vietnam și Germania. Am colectat mostre de salivă de la adulți pentru a le stabili genotipul sau caracteristicile genetice și probe de fecale pentru a secvenționa genomul microbilor intestinali.

Pentru analiza noastră, am folosit date de la 839 de adulți și 386 de copii. Pentru a evalua istoriile evolutive ale oamenilor și ale microbilor intestinali, am creat copaci filogenetici pentru fiecare persoană și precum și pentru 59 de tulpini din speciile microbiene cele mai comune.

Când am comparat copacii umani cu copacii microbieni, am descoperit un gradient al cât de bine se potriveau. Unii copaci bacterieni nu se potriveau deloc cu copacii umani, în timp ce unii se potriveau foarte bine, ceea ce indică faptul că aceste specii s-au codiversificat cu oamenii. Unele specii microbiene, de fapt, au fost alături de călătoria evolutivă de peste sute de mii de ani.

 Acești doi arbori filogenetici ai participanților umani (stânga) și o specie bacteriană (dreapta) se potrivesc strâns, ceea ce indică faptul că probabil s-au diversificat împreună pe parcursul evoluției. Retipărit cu permisiunea de la Suzuki et al., Science Volume 377, abm7759 (2022), CC BY-NC-ND

De asemenea, am descoperit că microbii care au evoluat în tandem cu oamenii au un set unic de gene și trăsături în comparație cu microbii care nu s-au codificat cu oamenii. Microbii care s-au asociat cu oamenii au genomi mai mici și o sensibilitate mai mare la oxigen și temperatură, în mare parte incapabili să tolereze condițiile sub temperatura corpului uman.

În schimb, microbii intestinali cu legături mai slabe cu evoluția umană au trăsături și gene caracteristice bacteriilor cu viață liberă din mediul extern. Această descoperire sugerează că microbii codiversificati sunt foarte dependenți de condițiile de mediu ale corpului uman și trebuie să se transmită rapid de la o persoană la alta, fie transmise generațional, fie între persoane care trăiesc în aceleași comunități.

Confirmând acest mod de transmitere, am constatat că mamele și copiii lor aveau aceleași tulpini de microbi în intestine. În schimb, microbii care nu au fost codificați au avut mai multe șanse de a supraviețui în afara corpului și pot fi transmisi mai pe scară largă prin apă și sol.

Microbii intestinali și medicina personalizată

Descoperirea noastră că microbii intestinali au evoluat chiar odată cu gazdele lor umane oferă o altă modalitate de a vedea microbiomul intestinal uman. Microbii intestinali au trecut între oameni de-a lungul sutelor până la mii de generații, astfel încât pe măsură ce oamenii s-au schimbat, la fel s-au schimbat și microbii intestinali. Drept urmare, unii microbi intestinali se comportă ca și cum ar fi parte din genomul uman: sunt pachete de gene care sunt transmise între generații și împărtășite de indivizi înrudiți.

Medicină personalizată iar testele genetice încep să facă tratamentele mai specifice și mai eficiente pentru individ. A ști care microbi au avut parteneriate pe termen lung cu oamenii îi poate ajuta pe cercetători să dezvolte tratamente bazate pe microbiom specifice fiecărei populații. Clinicienii folosesc deja probiotice de proveniență locală derivate din microbii intestinali ai membrilor comunității pentru a trata malnutriția.

Descoperirile noastre îi ajută, de asemenea, pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine modul în care microbii trec din punct de vedere ecologic și evolutiv de la „viață liberă” în mediu la dependenți de condițiile intestinului uman. Microbii codiversificați au trăsături și gene care amintește de simbioții bacterieni care trăiesc în interiorul gazdelor de insecte. Aceste caracteristici comune sugerează că alte gazde animale pot avea, de asemenea, microbi intestinali care s-au codiversificat cu ei pe parcursul evoluției.

Acordarea unei atenții deosebite microbilor care împărtășesc istoria evoluției umane poate ajuta la îmbunătățirea înțelegerii rolului pe care aceștia îl joacă în bunăstarea umană.

Despre autori

Taichi A. Suzuki, asociat postdoctoral de cercetare în știința microbiomului, Institutul Max Planck pentru Biologie și Ruth Ley, Director, Departamentul de Știință a Microbiomului, Institutul Max Planck pentru Biologie

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Cărți asemănătoare:

Corpul păstrează scorul: creier, minte și corp în vindecarea traumei

de Bessel van der Kolk

Această carte explorează conexiunile dintre traumă și sănătatea fizică și mentală, oferind perspective și strategii pentru vindecare și recuperare.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Respirația: Noua știință a unei arte pierdute

de James Nestor

Această carte explorează știința și practica respirației, oferind perspective și tehnici pentru îmbunătățirea sănătății fizice și mentale.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Paradoxul plantelor: pericolele ascunse din alimentele „sănătoase” care provoacă boli și creșterea în greutate

de Steven R. Gundry

Această carte explorează legăturile dintre dietă, sănătate și boală, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Codul de imunitate: noua paradigmă pentru sănătate reală și anti-îmbătrânire radicală

de Joel Greene

Această carte oferă o nouă perspectivă asupra sănătății și imunității, bazându-se pe principiile epigeneticii și oferind perspective și strategii pentru optimizarea sănătății și a îmbătrânirii.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Ghidul complet pentru post: vindecă-ți corpul prin post intermitent, în zile alternative și prelungit

de Dr. Jason Fung și Jimmy Moore

Această carte explorează știința și practica postului, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda