لا يزال هناك الكثير للقيام به

يصادف هذا الأسبوع الذكرى السنوية العاشرة لأول مسح كبير للتنوع الميكروبي في جسم الإنسان ، نُشر في طبيعة سجية من قبل اتحاد مشروع الميكروبيوم البشري (HMP) ، الذي كنت عضوًا فيه.

قبل ذلك ، عرف علماء الأحياء الدقيقة أن الجسم يستضيف كتلة كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة – مزيج مسكر من البكتيريا ، إلى جانب العتائق والفطريات والفيروسات ، منتشرة على الجلد والفم والأمعاء – معًا يطلق عليها اسم الميكروبيوم. لكن حتى عام 2012 ، كنا نفتقر إلى قائمة جرد لهم.

في الواقع ، هذا الجرد – مؤشر 10 تريليون خلية تنتمي إلى آلاف الأنواع ، ويزن مجموع 200 جرام لكل شخص – لا يزال غير مكتمل. حان الوقت للبناء على هذا العمل المبكر (اتحاد مشروع الميكروبيوم البشري طبيعة سجية 486، 207-214 ؛ 2012) ، وتجديد المشروع ليمثل الإنسانية بكل تعقيداتها.

لقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً لبدء هذا العمل المبكر ، وكانت وتيرة التغيير على مدى السنوات العشر الماضية مذهلة. مرة واحدة فقط أصبحت تقنيات التسلسل الجيني عالية الإنتاجية – التي تم تطويرها لأول مرة لفحص الجينوم البشري – رخيصة وسهلة الاستخدام بدرجة كافية ، يمكن أن يبدأ HMP.

بعد إطلاقه في عام 2007 ، قام الكونسورتيوم بتسلسل الحمض النووي للميكروبات الموجودة في وعلى 242 شخصًا من مدينتين أمريكيتين – بوسطن ، ماساتشوستس ، وهيوستن ، تكساس ، تم اختيارهم لقربهم من مركزي التسلسل البارزين في ذلك الوقت ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد بالقرب من بوسطن ، وكلية بايلور للطب في هيوستن. تم تمويل أنشطتنا من قبل الصندوق المشترك للمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة ، واستقطب المشروع خبراء المعلومات الحيوية الأكاديمية للميكروبيوم للعمل على البيانات بعد أن قمنا بتوليدها.

كانت النتيجة أول كتالوج شامل لميكروبيوم بشري أمريكي سليم: قائمة كاملة بالجينات الموجودة في الميكروبات في الأمعاء. أظهر HMP أن الكائنات الخلوية في الأمعاء تتكون من آلاف الأنواع ، مع بصمة وراثية 150 ضعف حجم الجينوم البشري. في النهاية ، دفعت هذه الوفرة علماء الأحياء إلى النظر إلى الميكروبيوم على أنه “جينوم ثانٍ” مكتسب بيئيًا ، مخفيًا في المضيف البشري.

بعد عشر سنوات ، نعرف الكثير. الميكروبيوم ضروري لعمل أجسامنا بشكل صحيح ، وهو مفتاح لهضم الطعام ودرء مسببات الأمراض. أظهرت التجارب التي أُجريت على الفئران أن تركيبات الميكروبيوم تؤثر على مستويات المشاركة الاجتماعية والقلق. ترتبط الأمراض الشائعة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسمنة بميكروبيومات متميزة. كيف يكتسب الأطفال الميكروبيومات الخاصة بهم – وما الذي يؤثر على نمو الميكروبيومات – أصبح أيضًا أكثر وضوحًا.

(بالنظر إلى مدى أهمية الميكروبات في صحتنا ، ما زلت أجد أنه من المدهش أننا نتعهد بالعديد من الوظائف للعديد من الكائنات الحية التي نلتقطها من بيئتنا ، بدءًا من الولادة).

لدينا أيضًا الكثير من الأسئلة الأكاديمية التي لم تتم الإجابة عليها. من أين أتى الميكروبيوم أولاً في التطور البشري؟ كيف تختلف الميكروبات البشرية عن تلك الموجودة في الرئيسيات أو الثدييات أو الحيوانات بشكل عام؟ كيف تنتقل الميكروبيوم من شخص لآخر؟ وماذا يعني تغيير الأنظمة الغذائية وأنماط الحياة المعقمة بالنسبة لصحة الميكروبيوم على المدى الطويل؟

هذا التحليل الأول قبل عشر سنوات ، تجنيد أشخاص من مدينتين أمريكيتين فقط ، فشل ذريعًا في التقاط التنوع الحقيقي للميكروبيوم البشري. نحن نعلم الآن أن الأشخاص الذين يعيشون في أوروبا وأمريكا الشمالية لديهم ميكروبيومات أقل تنوعًا من الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الأقل تصنيعًا – ولكن لا يُعرف سوى القليل جدًا عن الاختلافات بين مجموعات البشر.

وحتى أقل ما يُعرف عن العديد من الحيوانات الأخرى التي تحتوي هي نفسها على جماهير. نحن نعلم أن الميكروبات للحيوانات الأسيرة تختلف عن تلك الموجودة في الحيوانات التي تعيش في البرية ، بنفس الطرق التي تختلف بها الميكروبات البشرية الصناعية عن تلك غير الصناعية. لكن معظم ما نعرفه عن الميكروبات الحيوانية يأتي من دراسات الحيوانات الأسيرة. نظرًا لأننا نفقد التنوع الحيواني بسبب التغيير العالمي السريع ، فإننا نفقد أيضًا تنوع الميكروبيوم.

سيتطلب تعلم المزيد اتحادًا جديدًا ، أخذ عينات من آلاف الأشخاص والحيوانات. نحتاج إلى علماء أحياء في الحياة البرية وعلماء ميكروبيوم يعملون جنبًا إلى جنب ، مع أطقم في جميع أنحاء العالم. قبل عشر سنوات ، كان التحليل جديدًا وصعبًا لدرجة أننا لم نفكر كثيرًا في الحصول على العينات. الآن ، يجب أن يقود الحصول على العينات من المصادر العالمية العملية.

قد يتساءل البعض لماذا نحتاج إلى كونسورتيوم جديد ضخم ومكلف في الوقت الذي تتدفق فيه البيانات بالفعل – دراسة واحدة في كل مرة ، تجريها مختبرات تعمل بمفردها. لكن التصنيع يتحرك بسرعة ، والقوى الاقتصادية الحديثة لديها القدرة على القضاء على التنوع الميكروبي بشكل أسرع مما يمكن ملاحظته.

من شأن اتحاد جديد أن يمكّن العلماء من ملء خريطة الميكروبيوم أخيرًا. إنه مثل التعداد البشري: لا تنتظر البلدات الفردية للإبلاغ عن أعداد سكانها ؛ تبذل مجهودًا واحدًا متضافرًا للقيام بذلك باستمرار وبسرعة قبل أن يتغير.

إن تحليلًا جديدًا واسعًا للتنوع للميكروبيوم البشري ، وللميكروبيوم الفقاري الأوسع ، سيضع أخيرًا بيانات الأنواع الخاصة بنا في سياق شجرة الحياة. عندها فقط يمكننا حقًا توسيع تسمية “الإنسان” لتشمل الميكروبيوم.

تضارب المصالح

يعلن المؤلف لا تضارب المصالح.