Faagien dynamiikka ja vaikutukset ihmisen suolen mikrobiomin muodostumisen aikana (METAKIDS)

Viimeisen vuosikymmenen aikana ihmisen suolistossa olevien mikro-organismien roolia on tutkittu intensiivisesti. Suoliston mikrobiomi sisältää bakteereja, viruksia, sieniä ja arkkia. Mikrobiomin merkitystä ihmisten terveydelle korostaa havainto, että dysbioottiset muutokset näissä mikrobiyhteisöissä on yhdistetty lukuisiin ihmisten sairauksiin, mukaan lukien liikalihavuus, tulehdukselliset suolistosairaudet, autoimmuunisairaus tai maha-suolikanavan syöpä. On myös selvästi osoitettu, että jotkut näistä mikro-organismeista ovat vuorovaikutuksessa immuunijärjestelmän kanssa ja edistävät sen kehitystä. Suoliston mikrobiomi muodostuu pian syntymän jälkeen, ja sen koostumus muuttuu seuraavien vuosien aikana kohti stereotyyppistä "aikuisen kaltaista" bakteeriyhteisörakennetta. Epidemiologiset tutkimukset ovat osoittaneet tämän ajanjakson merkityksen pitkän aikavälin terveydelle. On myös osoitettu, että tähän prosessiin voivat vaikuttaa useat vuorovaikutuksessa olevat tekijät, kuten ravitsemus, antibioottien käyttö ja muut ympäristötekijät. Ihmisen mikrobiomin virusosasta tiedetään paljon vähemmän. Useimmat niistä ovat faageja (fageomeja), joiden tiedetään moduloivan mikrobipopulaatiota saalistamalla tai siirtämällä geneettistä tietoa bakteerien välillä, ja niillä on todennäköisesti merkittäviä vaikutuksia suoliston mikrobiomien muodostumiseen ja siten ihmisen fysiologiaan. MetaKids-projektin tavoitteena on ymmärtää, miten suolen fageomi kehittyy ihmisen varhaisen elämän aikana ja miten se vaikuttaa bakteerimikrobiomin koostumukseen. Tutkijat tekevät pitkittäistutkimuksen 15-20 vauvalla 3-9 kuukauden iästä 24-30 kuukauden ikään. Yhdistämällä uusimpia metagenomisia menetelmiä tutkitaan: 1) fageomin ja bakteerimikrobiomin koostumus, evoluutio ja dynamiikka tämän kriittisen ajanjakson aikana; 2) faagien ja bakteerien väliset vuorovaikutukset ja niiden suhteet; ja 3) ympäristötekijöiden, kuten rokotusten tai antibioottihoidon, vaikutus faagipopulaatioihin. Projekti perustuu laboratoriossa kehitettyjen innovatiivisten viimeaikaisten metagenomien tekniikoiden yhdistelmään. DNA on kaikkialla läsnä oleva ja vakaa molekyyli, jota voidaan käyttää "lokeroitumisen" markkerina solu- ja populaatiotasolla, ja se tarjoaa tärkeää tietoa lajiseoksen genomisesta rakenteesta. Siksi yhdistämällä lähestymistapoja, kuten viruspartikkelien puhdistamista ja 3C:hen liittyviä menetelmiä, tutkijat ehdottavat luonnehtimaan pikkulapsen suoliston mikrobiomin muodostumista ja tulkitsemaan tämän ajanjakson aikana esiintyvien eri genomikokonaisuuksien välisiä suhteita. Tämä projekti tuo ratkaisevaa tietoa faagien roolista ihmisen suoliston varhaisvaiheessa. Interventio suolistopopulaatioiden muokkaamiseen/hallintoon on dynaaminen ala ja MetaKids-projekti tuo uusia näkökulmia tälle tutkimusalueelle.