Wiroom & mikrobiom jelitowy

Kiedy ludzie mówią o mikrobiomie jelitowym, większość z nich najpierw myśli o bakteriach. W rzeczywistości jednak ludzki mikrobiom składa się z znacznie więcej niż tylko mikroorganizmów bakteryjnych¹.

Ekosystem jelitowy obejmuje również:

• Bakterie
• Grzyby
• Wirusy
• Bakteriofagi
• Archeony

Zbiór wirusów w mikrobiomie nazywany jest wiroomem².

W ostatnich latach badania zaczęły wskazywać, że wirusy mogą również odgrywać ważną rolę w ekosystemach mikrobiologicznych.

Czym jest wiroom?

Wiroom obejmuje wszystkie komponenty wirusowe w obrębie społeczności mikrobiologicznej³.

Obejmuje to:

• Wirusy infekujące komórki ludzkie
• Bakteriofagi infekujące bakterie
• Wirusowe fragmenty genetyczne w mikrobiomie

Szczególnie interesujące:

Wiroom jelitowy jest niezwykle złożony i wysoce indywidualny. Wiele wirusowych sekwencji w ludzkich jelitach pozostaje do dziś nieopisanych naukowo⁴.

Mikrobiom jelitowy składa się z czegoś więcej niż tylko bakterii

Nowoczesne badania nad mikrobiomem coraz częściej wykazują, że społeczności bakteryjne ściśle oddziałują z komponentami wirusowymi⁵.

Bakteriofagi w szczególności mogą odgrywać ważną rolę w:

• Stabilności mikrobiologicznej
• Różnorodności bakteryjnej
• Dynamice oporności
• Interakcjach mikrobiologicznych

W rezultacie wiroom staje się coraz ważniejszym obszarem nowoczesnych badań nad mikrobiomem.

Wirusy DNA i wirusy RNA

Wirusy różnią się zasadniczo pod względem budowy genetycznej.

Niektóre wirusy zawierają:

• DNA jako materiał genetyczny
• RNA jako materiał genetyczny

To rozróżnienie jest szczególnie ważne dla nowoczesnych technologii sekwencjonowania.

W Bactera stosujemy sekwencjonowanie DNA metodą shotgun. Dlatego analizujemy przede wszystkim komponenty mikrobiomu oparte na DNA⁶.

Ważne do zrozumienia:

Wiele dobrze znanych wirusów jelitowych to wirusy RNA. Są one wykrywane tylko częściowo lub wcale za pomocą samego sekwencjonowania DNA.

Oznacza to:

Test mikrobiomu oparty na DNA nie reprezentuje pełnego ludzkiego wiroomu.

Które komponenty wirusowe można przeanalizować?

Za pomocą nowoczesnego sekwencjonowania DNA metodą shotgun można przeanalizować różne komponenty wirusowe oparte na DNA⁷.

Obejmują one, między innymi:

• Pewne adenowirusy
• Sekwencje związane z bakteriofagami
• Wirusy DNA w społecznościach mikrobiologicznych

Adenowirusy należą do najlepiej poznanych wirusów DNA u ludzi.

Niektóre typy adenowirusów mogą wiązać się z objawami żołądkowo-jelitowymi⁸.

Ważne:

Wykrycie wirusowego DNA nie wskazuje automatycznie na aktywną infekcję lub chorobę.

Wyniki mają na celu naukowe i edukacyjne interpretowanie wzorców mikrobiologicznych.

Dlaczego wiroom jest interesujący naukowo?

Wiroom jest obecnie jednym z najszybciej rozwijających się obszarów badań w dziedzinie nauki o mikrobiomie⁹.

Naukowcy intensywnie badają:

• Wpływ wirusów na społeczności bakteryjne
• Interakcje fagów z rezistomem
• Różnice wiroomu między osobami
• Wpływ diety i czynników środowiskowych na wiroom

Szczególnie fascynujące:

Wiele wirusowych sekwencji w ludzkich jelitach pozostaje do dziś nieznanych nauce¹⁰.

Nasze podejście w Bactera

W Bactera stosujemy nowoczesną metagenomikę shotgun oraz naukowe bioinformatyczne podejście.

Dzięki naszemu podejściu Microbiome 360° analizujemy:

Obszar	Co jest analizowane
Różnorodność bakteryjna	Różnorodność alfa i stabilność mikrobiologiczna
Geny oporności	Wzorce genetyczne związane z opornością
Grzyby & Drożdże	Różne komponenty mikrobiomu grzybów
Wiroom	Wirusowe sekwencje oparte na DNA
Fagi	Komponenty związane z bakteriofagami

Ważne do zrozumienia:

Ponieważ stosujemy sekwencjonowanie DNA, wiele wirusów RNA jelitowych nie jest w pełni wykrywanych.

Analiza ma na celu naukowe i edukacyjne interpretowanie wzorców mikrobiologicznych i nie zastępuje medycznej diagnostyki wirusowej.

Podsumowanie

Ludzki mikrobiom jelitowy składa się nie tylko z bakterii, ale także z niezwykle złożonej różnorodności komponentów wirusowych.

Wiroom staje się obecnie jednym z najbardziej ekscytujących obszarów nowoczesnych badań nad mikrobiomem.

Za pomocą nowoczesnego sekwencjonowania DNA metodą shotgun można przeanalizować pewne komponenty wirusowe oparte na DNA, w tym adenowirusy i sekwencje związane z bakteriofagami.

Warto jednocześnie zrozumieć, że wiele wirusów jelitowych to wirusy oparte na RNA i dlatego są tylko częściowo wykrywane za pomocą samego sekwencjonowania DNA.

Właśnie dlatego badania nad wiroomem obecnie tak dynamicznie ewoluują i stale dostarczają nowych spostrzeżeń na temat ludzkiego mikrobiomu.

Źródła naukowe

1. Almeida A, Nayfach S, Boland M et al. A unified catalog of reference genomes from the human gut microbiome. Nature Biotechnology. 2021.
2. Shkoporov AN, Hill C. Bacteriophages of the human gut. Cell Host & Microbe. 2021.
3. Gregory AC, Zablocki O, Howell A et al. The human gut virome database. Cell Host & Microbe. 2022.
4. Camarillo Guerrero LF, Almeida A, Rangel P et al. Massive expansion of human gut bacteriophage diversity. Cell. 2021.
5. Sutton TDS, Hill C. Gut bacteriophage communities in human health and disease. Viruses. 2021.
6. Quince C, Walker AW, Simpson JT et al. Shotgun metagenomics from sampling to analysis. Nature Biotechnology. 2021.
7. Aggarwala V, Liang G, Bushman FD. Viral communities of the human gut. Annual Review of Virology. 2021.
8. Lynch JP, Kajon AE. Adenovirus epidemiology pathogenesis and clinical disease. Journal of Clinical Microbiology. 2021.
9. Liang G, Bushman FD. The human virome in health and disease. Nature Reviews Microbiology. 2021.
10. Gregory AC, Zayed AA, Conceição Neto N et al. Marine DNA viral macro and microdiversity from pole to pole. Cell. 2021.
11. Knight R, Vrbanac A, Taylor BC et al. Best practices for analysing microbiomes. Nature Reviews Microbiology. 2022.