A fágok dinamikája és hatásai az emberi bélmikrobióma kialakulásában (METAKIDS)

Az elmúlt évtizedben intenzíven tanulmányozták az emberi belekben élő mikroorganizmusok szerepét. A bél mikrobiomája baktériumokat, vírusokat, gombákat és archaeákat tartalmaz. A mikrobiom jelentőségét az emberi egészség szempontjából kiemeli az a megfigyelés, hogy ezekben a mikrobaközösségekben a diszbiotikus eltolódásokat számos emberi betegséggel, köztük elhízással, gyulladásos bélbetegségekkel, autoimmun betegséggel vagy gyomor-bélrendszeri rákkal hozták összefüggésbe. Az is egyértelműen megállapítható, hogy egyes mikroorganizmusok kölcsönhatásba lépnek az immunrendszerrel, és hozzájárulnak annak fejlődéséhez. A bél mikrobióma nem sokkal a születés után alakul ki, és összetétele a következő néhány évben a sztereotip „felnőttekhez hasonló” baktériumközösség felé változik. Epidemiológiai vizsgálatok kimutatták ennek az időszaknak a jelentőségét a hosszú távú egészség szempontjából. Azt is kimutatták, hogy ezt a folyamatot számos kölcsönhatásban lévő tényező befolyásolhatja, mint például a táplálkozás, az antibiotikum-használat és más környezeti tényezők. Sokkal kevesebbet tudunk az emberi mikrobiom vírusos részéről. Legtöbbjük fág (fageóma), amelyekről ismert, hogy a mikrobiális populációt a ragadozás vagy a genetikai információ baktériumok közötti átvitele révén modulálják, és valószínűleg jelentős hatást gyakorolnak a bél mikrobiómának kialakítására, és ennek következtében az emberi fiziológiára. A MetaKids projekt célja annak megértése, hogy a bélfageom hogyan fejlődik az emberi élet korai szakaszában, és hogyan befolyásolja a bakteriális mikrobiom összetételét. A kutatók longitudinális vizsgálatot végeznek 15-20 csecsemő bevonásával, 3-9 hónapos kortól 24-30 hónapos korig. A legújabb metagenomikai módszerek kombinálásával a következőket vizsgáljuk: 1) a fageom és a bakteriális mikrobiom összetétele, evolúciója és dinamikája ebben a kritikus időszakban; 2) a fágok és baktériumok közötti kölcsönhatások és kapcsolataik; és 3) a környezeti tényezők, például a védőoltások vagy az antibiotikum-kezelés hatása a fágpopulációkra. A projekt a laboratóriumban kifejlesztett innovatív metagenomikai technikák kombinációján alapul. A DNS egy mindenütt jelenlévő és stabil molekula, amely a "kompartmentalizáció" markereként használható sejtek és populációk szintjén, és fontos információkat szolgáltat a fajok keverékének genomi szerkezetéről. Ezért az olyan megközelítések kombinálásával, mint a vírusrészecskék tisztítása és a 3C-vel kapcsolatos módszerek, a kutatók azt javasolják, hogy jellemezzék a csecsemőbél mikrobióma kialakulását, és megfejtsék az ebben az időszakban jelen lévő különböző genomi entitások közötti kapcsolatokat. Ez a projekt döntő fontosságú adatokat hoz a fágok szerepéről az emberi bélrendszer korai életszakaszában. A bélpopuláció módosítására/szabályozására irányuló beavatkozás dinamikus terület, és a MetaKids projekt új perspektívákat hoz e kutatási terület számára.