Dynamika fagów i wpływy podczas tworzenia mikrobiomu ludzkiego jelita (METAKIDS)

W ciągu ostatniej dekady intensywnie badano rolę mikroorganizmów bytujących w jelitach człowieka. Mikrobiom jelitowy obejmuje bakterie, wirusy, grzyby i archeony. Znaczenie mikrobiomu dla zdrowia człowieka zostało podkreślone przez obserwację, że zmiany dysbiotyczne w tych społecznościach drobnoustrojów są związane z wieloma chorobami ludzkimi, w tym otyłością, nieswoistymi zapaleniami jelit, chorobami autoimmunologicznymi lub rakiem przewodu pokarmowego. Wyraźnie ustalono również, że niektóre z tych mikroorganizmów wchodzą w interakcję z układem odpornościowym i przyczyniają się do jego rozwoju. Mikrobiom jelitowy kształtuje się wkrótce po urodzeniu, a jego skład zmienia się w ciągu następnych kilku lat w kierunku stereotypowej, „podobnej do dorosłej” struktury społeczności bakteryjnej. Badania epidemiologiczne wykazały znaczenie tego okresu dla zachowania zdrowia w dłuższej perspektywie. Wykazano również, że na ten proces może wpływać wiele oddziałujących na siebie czynników, takich jak odżywianie, stosowanie antybiotyków i inne czynniki środowiskowe. Znacznie mniej wiadomo na temat wirusowej części ludzkiego mikrobiomu. Większość z nich to fagi (fagomy), o których wiadomo, że modulują populację drobnoustrojów poprzez drapieżnictwo lub przekazywanie informacji genetycznej między bakteriami i prawdopodobnie mają istotny wpływ na ustanowienie mikrobiomu jelitowego, aw konsekwencji na fizjologię człowieka. Projekt MetaKids ma na celu zrozumienie, w jaki sposób fagom jelitowy rozwija się we wczesnym okresie życia człowieka i jak wpływa na skład mikrobiomu bakteryjnego. Badacze przeprowadzą badanie podłużne 15-20 niemowląt w wieku od 3-9 miesięcy do 24-30 miesięcy. Łącząc najnowsze metody metagenomiczne, zostaną zbadane: 1) skład, ewolucja i dynamika fageomu i mikrobiomu bakteryjnego w tym krytycznym okresie; 2) interakcje między fagami a bakteriami i ich relacje; oraz 3) wpływ czynników środowiskowych, takich jak szczepienia czy antybiotykoterapia na populacje fagów. Projekt opiera się na połączeniu innowacyjnych najnowszych technik metagenomicznych opracowanych w laboratorium. DNA jest wszechobecną i stabilną cząsteczką, którą można wykorzystać jako marker „kompartmentalizacji” na poziomie komórkowym i populacji, dostarczając ważnych informacji dotyczących struktury genomowej mieszanki gatunków. Dlatego łącząc podejścia, takie jak oczyszczanie cząstek wirusów i metody związane z 3C, badacze proponują scharakteryzowanie ustanowienia mikrobiomu jelitowego niemowląt i rozszyfrowanie relacji między różnymi jednostkami genomowymi obecnymi w tym okresie. Projekt ten dostarczy kluczowych danych na temat roli fagów we wczesnym okresie życia przewodu pokarmowego człowieka. Interwencje mające na celu modyfikację/kontrolę populacji jelitowej to dynamiczna dziedzina, a projekt MetaKids przyniesie nowe perspektywy dla tego obszaru badawczego.