Ученые начинают перепись микробов: триллионов, живущих в нас или на нас

Ученые начинают масштабный проект по идентификации и анализу подавляющего большинства клеток в теле человека, которые имеют нечеловеческое происхождение.

Исследователи утверждают, что лишь около 10% триллионов клеток, составляющих человека, являются собственно человеческими. Остальные 90% — это бактерии, вирусы и другие микробы, населяющие кишечник и кожу.

"Мы действительно являемся суперорганизмом", — сказал микробиолог Бретт Финлей из Университета Британской Колумбии. — "С момента рождения и до смерти мы живем в симбиотических отношениях с нашими микробами".

"При рождении младенцы выходят из стерильной среды в среду, насыщенную микробами", — отметила Лори Комсток из Гарвардской медицинской школы. — "Кишечник младенца затем быстро становится домом для одного из самых плотных сообществ бактерий на Земле".

Большинство этих микробов безвредны, а многие необходимы для жизни и здоровья. Однако проблемное меньшинство может вызывать множество состояний — от подростковых угрей и ожирения до аутизма и рака.

Национальные институты здоровья (NIH) запустили проект стоимостью $115 млн на пять лет для идентификации, анализа и каталогизации сотен видов микробов, обитающих в теле человека или на нем.

Проект, названный "Микробиом человека", создан по образцу проекта "Геном человека", который расшифровал большинство человеческих генов в 1990-х годах. Первые 35 грантов на исследования микробиома вступили в силу летом 2009 года.

"Состав сложных микробных сообществ, населяющих тело человека, оказывает огромное влияние на здоровье и болезни человека", — сказал Ричард Гиббс, ведущий исследователь генома человека из Медицинского колледжа Бейлора. Он получил грант на секвенирование генов 400 штаммов бактерий к 2011 году.

Цель международного проекта "Микробиом" — определить, какие микробы вредны, и найти способы предотвращения или лечения вызываемых ими заболеваний.

Задача ошеломляющая: по оценкам ученых, в кишечнике человека обитает около 1000 различных видов микробов, и примерно столько же отдельных видов — на коже человека.

Микробы образуют крошечные колонии бактерий, которые заселяют разные области тела. Микробиолог Джеффри Гордон из Университета Вашингтона сравнил их с "экосистемами", подобными тем, которые растения и животные образуют на островах Земли.

Согласно недавнему исследованию Джулии Сегре из Национального института исследования генома человека, самым популярным местом для микробов кожи человека, как ни удивительно, является предплечье, на котором обитает 44 различных вида микробов. Самый "бедный" регион — за ухом, где обычно поселяется всего 15 видов.

"Волосатые влажные подмышки находятся на небольшом расстоянии от сухих предплечий, но эти две ниши так же экологически различны, как тропические леса и пустыни", — сказала Сегре.

Разные "племена" микробов связаны с разными недугами. Например, бактерии, связанные с кожным заболеванием псориаз, предпочитают внешнюю сторону локтя, а микробы экземы — внутреннюю.

Микробиом также различается у разных людей. Эксперт по ожирению Маттиас Чоп из Медицинского колледжа Университета Цинциннати выявил 383 микробных гена, которые значительно различались между парами тучных и стройных близнецов. Микробы у полных людей извлекают сахара и жиры из пищи более эффективно, чем микробы у стройных людей.

"Возможно, что мишени для лекарств или сами кандидаты в лекарства для лечения ожирения могут быть идентифицированы из микробиома, ассоциированного с ожирением", — сказал Чоп.

На Конференции по полезным эффектам микробов ученые описали множество способов, которыми микробы могут быть полезны — даже необходимы — человеку.

Бактерии в кишечнике делают возможным переваривание пищи, синтез витаминов, удаление токсинов и развитие иммунной системы после рождения.

Один из новых грантов проекта "Микробиом человека" получил дерматолог Роберт Модлин из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе для изучения микробов, скрывающихся под кожей и вызывающих акне у 17 миллионов американцев, включая 80% людей в возрасте от 12 до 24 лет.

"Успех может привести к разработке новых эффективных терапевтических стратегий для лечения акне", — говорилось в объявлении о гранте Модлина.