Вчені говорять, що бактеріальні екосистеми поділяють людей на 3 групи

На початку 1900-х років вчені виявили, що кожна людина належала до однієї з чотирьох груп крові. Зараз вони відкрили новий спосіб класифікації людства: за бактеріями. Кожна людина є господарем тисяч різних видів мікробів. Однак група вчених зараз повідомляє лише про три різні екосистеми в кишечнику людей, яких вони вивчали.

Група крові, відповідає типу помилки.

"Це важливий прогрес", - сказав Роб Найт, біолог з Університету Колорадо, який не брав участі у дослідженні. "Це перший ознака того, що екосистеми кишечника людини можуть поділятися на різні типи".

Дослідники, очолювані Піром Борком з Європейської лабораторії молекулярної біології в Гейдельберзі, Німеччина, не виявили зв'язку між тим, що вони називали ентеротипами, та етнічним походженням європейських, американських та японських предметів, які вони вивчали.

Вони також не могли знайти зв’язок із статтю, вагою, здоров’ям чи віком. Зараз вони вивчають інші пояснення. Одна з можливостей полягає в тому, що кишки або кишечник немовлят випадково колонізуються різними новими мікробами.

Мікроби змінюють кишечник, так що лише деякі види можуть слідувати за ними.

Якою б не була причина різних ентеротипів, вони можуть в кінцевому підсумку мати дискретний вплив на здоров’я людей. Мікроби кишечника допомагають перетравлювати їжу та синтезують вітаміни, використовуючи ферменти, які наші власні клітини не можуть виробляти.

Доктор Борк та його колеги виявили, що кожен із типів створює унікальний баланс цих ферментів. Наприклад, ентеротип 1 виробляє більше ферментів для виробництва вітаміну B7 (також відомого як біотин), а ентеротип 2 - більше ферментів для вітаміну B1 (тіаміну).

Відкриття груп крові A, B, AB та O мало значний вплив на те, як лікарі практикують медицину. Вони можуть обмежити шанси того, що організм пацієнта відмовиться від переливання крові, переконавшись, що здана кров відповідає типу. Відкриття ентеротипів може коли-небудь призвести до власних медичних застосувань, але вони будуть далеко вперед.

"Деякі речі вже досить очевидні", - сказав доктор Борк. Наприклад, лікарі можуть адаптувати дієти або рецепти ліків відповідно до ентеротипів людей.

Або, припустив він, лікарі могли б використовувати ентеротипи, щоб знайти альтернативи антибіотикам, які стають дедалі неефективнішими. Замість того, щоб намагатися знищити хвороботворні бактерії, які порушили екологічний баланс кишечника, вони могли б спробувати забезпечити підкріплення для хороших бактерій. "Ви спробуєте відновити тип, який був раніше", - сказав він.

Доктор Борк зазначає, що необхідні додаткові тести. Дослідникам доведеться шукати ентеротипи у людей африканського, китайського та іншого етнічного походження. Він також зазначає, що поки що всі суб'єкти походять з індустріальних країн і, отже, їдять подібну їжу. "Це недолік", - сказав він. "У нас немає віддалених сіл".

Відкриття ентеротипів випливає з багаторічної роботи з картографування різноманітності мікробів в організмі людини - людського мікробіома, як відомо. Складність завдання вражає. Кожна людина укриває близько 100 трильйонів мікробів.

(Для порівняння, людський організм складається лише з приблизно 10 трильйонів клітин.) Але вчені не можуть зайняти переважну більшість цих бактерій у своїх лабораторіях, щоб їх ідентифікувати та дізнатися їх характеристики.

У міру розвитку генетики вчені дізналися, як вивчати мікробіом, аналізуючи його ДНК. Вчені витягували фрагменти ДНК зі шкіри, слини та стільця людей. Вони навчились розпізнавати і відкидати ДНК людини, щоб у них залишилися гени з мікробіому. Вони шукали в решті ДНК всі варіанти конкретного гена та порівнювали їх із відомими видами. У деяких випадках варіанти виявилися від знайомих бактерій, таких як кишкова паличка. В інших випадках ген належав новому для науки виду.

Ці дослідження дозволили побачити різноманітність, схожу на дощовий ліс. У різних регіонах тіла жили різні комбінації видів. Від однієї людини до іншої вчені виявили величезне різноманіття. Наприклад, багато видів, що мешкали в роті однієї людини, відсутні в інших.

Вчені задавались питанням, чи глибші дослідження не виявлять єдності для людських мікробіомів. За останні кілька років дослідники виявили геноми - повний каталог генів - сотень видів мікробів, що мешкають у людини. Тепер вони можуть порівняти будь-який виявлений ген із цими референтними геномами.

Вони можуть визначити функцію гена та визначити, до якого роду бактерій належить мікроб. А підрахувавши всі виявлені ними гени, вчені можуть підрахувати, наскільки багато кожного виду бактерій.

В останній роботі доктор Борк та його команда провели аналіз мікробів кишечника у 22 осіб з Данії, Франції, Італії та Іспанії. Деякі з їх випробовуваних були здоровими, а інші страждали ожирінням або страждали на кишкові розлади, такі як хвороба Крона. Доктор Борк та його колеги шукали фрагменти ДНК, що відповідають геномам 1511 різних видів бактерій. Дослідники поєднали свої результати з попередніми дослідженнями 13 японців та 4 американців.

Потім вчені шукали закономірності. "У нас не було жодної гіпотези", - сказав доктор Борк. "Все, що вийшло, буде новим".

Проте доктор Борк був вражений результатом дослідження: всі мікробіоми акуратно поділилися на три різні групи.

І, як доктор Борк та його колеги повідомили в середу в журналі Nature, кожен з трьох ентеротипів складався з різного балансу видів. Наприклад, люди з типом 1 мали високий рівень бактерій, які називаються бактероїдами. З іншого боку, у типу 2 бактероїди були відносно рідкісними, тоді як рід Prevotella був надзвичайно поширеним.

"Ви можете скоротити дані різними способами, і ви все одно отримаєте ці три кластери", - сказав доктор Борк.

Доктор Борк та його колеги знайшли підтвердження трьох ентеротипів, звернувшись до інших досліджень мікробіомів, і групи продовжують підтримувати зараз, коли вони розширили своє власне дослідження до 400 людей.