Metabolismus rtuti bakteriemi u lidí

Celkovým cílem této studie je prozkoumat roli střevních mikrobů při zprostředkování toho, jak lidé metabolizují a vylučují environmentální neurotoxickou látku methylrtuť (MeHg). Expozice MeHg prostřednictvím konzumace ryb nadále představuje zdravotní riziko pro mnoho populací na celém světě. Přetrvává značná nejistota ohledně informování veřejnosti o rizicích rtuti spojených s konzumací ryb. Velká nejistota pramení ze skutečnosti, že je známo, že metabolismus a rychlost eliminace MeHg se u jednotlivých jedinců značně liší. To se promítá do možnosti, že dva jedinci konzumující stejné množství ryb se stejnou frekvencí by mohli nevědomky zažít až 4násobný rozdíl v akumulaci MeHg v jejich tělech. Je tedy potřeba lépe porozumět mechanismům metabolismu a eliminace MeHg a také vyvinout nástroje pro hodnocení těchto charakteristik u lidí. Naším vědeckým předpokladem je, že pro účinnou biotransformaci (demethylaci) a vylučování toxického MeHg jsou zapotřebí symbiotické mikroby v lidském střevě. V této prospektivní intervenční studii budeme zkoumat variace v rychlosti, kterou je MeHg vylučován, jak mezi lidskými subjekty, tak mezi subjekty v průběhu času, a spojíme je s demetylační aktivitou MeHg, která je ukryta v jejich příslušných střevních mikrobech. Dále intervencí s prebiotickým doplňkem stravy vyvoláme změnu ve složení střevních mikrobů u stejného jedince a vyhodnotíme, zda nedochází k pomalejšímu nebo rychlejšímu metabolismu MeHg. S těmito přístupy získáme vzorky střevního mikrobiomu, které korelují s rychlejší nebo pomalejší kinetikou eliminace MeHg. Poté se zaměřujeme na identifikaci konkrétních rodů a druhů bakterií v lidském střevě odpovědných za metabolismus MeHg. Uděláme to tak, že budeme dobrovolníky krmit rybími pokrmy s dokumentovanými stopovými hladinami MeHg, které jsou pod jakoukoli škodlivou úrovní expozice. Následně budeme měřit kinetické rychlosti eliminace MeHg pomocí hmotnostní spektrometrie analýzy vlasových pramenů. Budeme také odebírat vzorky trusu od subjektů jako zdroj střevní mikroflóry a jako médium pro analýzu rozsahu metabolismu MeHg (demethylace), který je paralelní s jeho eliminací. Členové studijního týmu na Montana State University budou přímo zkoumat schopnost lidské střevní mikroflóry vyvolat aktivitu metabolismu MeHg u bezmikrobních myší rychlostí, která odpovídá rychlosti pozorované u lidského subjektu, ze kterého byl odvozen. Paralelně použijeme strategie založené na metagenomických sekvencích k přenesení izolovaných kmenů lidských střevních bakterií do kultury a následnému zkoumání jejich demetylační aktivity MeHg. Očekáváme, že naše výsledky povedou k jasnějšímu pochopení mikrobiálního základu lidského metabolismu MeHg.