Virom a črevný mikrobiom

Keď ľudia hovoria o črevných mikrobiomoch, väčšina si najprv predstaví baktérie. V skutočnosti však ľudský mikrobiom zameriava oveľa viac než len bakteriálne mikroorganizmy¹.

Črevný ekosystém zahŕňa aj:

• Baktérie
• Huby
• Virúse
• Bakteriofágy
• Archaea

Zbierka vírusov v mikrobiome sa nazýva virom².

V posledných rokoch sa začalo chápať, že vírusy môžu hrať dôležitú úlohu aj v mikrobiálnych ekosystémoch.

Čo je virom?

Virom zahŕňa všetky virálne komponenty v mikrobiálnej komunite³.

Patrí k nim:

• Virúse infikujúce ľudské bunky
• Bakteriofágy infikujúce baktérie
• Virálne genetické fragmenty v mikrobiome

Zásadne zaujímavé:

Črevný virom je mimoriadne komplexný a vysoko individuálny. Mnohé virálne sekvencie v ľudskom čreve sú na tento deň stále ešte vedecky necharakterizované⁴.

Črevný mikrobiom zameriava oveľa viac než len baktérie

Moderné výskumy mikrobiomu čoraz viac ukazujú, že bakteriálne komunity úzko interagujú s virálnymi komponentmi⁵.

Bakteriofágy môžu hrať dôležitú úlohu najmä v:

• Mikrobiálnej stabilite
• Bakteriálnej diverzitete
• Dynamike rezistencie
• Mikrobiálnych interakciách

V dôsledku toho sa virom stáva čoraz dôležitejším oblasťou moderného výskumu mikrobiomu.

DNA vírusy a RNA vírusy

Virúse sa zásadovo líšia svojou genetickou štruktúrou.

Niektoré vírusy obsahujú:

• DNA ako genetický materiál
• RNA ako genetický materiál

Toto rozlínenie je obzvlášť dôležité pre moderné sekvenčné technológie.

V spoločnosti Bactera používame shotgun sekvenovanie DNA. Preto analyzujeme predovšetkým komponenty mikrobiomu na základe DNA⁶.

Dôležité na pochopiť:

Mnohé známe črevné vírusy sú RNA vírusy. Sú iba čiastočne odhalené alebo vôbec neodhalené prostým sekvenovaním DNA.

To znamená:

Test mikrobiomu na základe DNA nezastupuje úplný ľudský virom.

Ktoré virálne komponenty možno analyzovať?

Pomocou moderného shotgun sekvenovania DNA možno analyzovať rôzne virálne komponenty na základe DNA⁷.

Patrčia k nim napríklad:

• Určité adenovírusy
• Sekvencie spojené s bakteriofágmi
• DNA vírusy v mikrobiálnych komunitách

Adenovírusy patria medzi najznámejšie DNA vírusy u ľudí.

Niektoré typy adenovírusov môžu byť spojené s gastrointestinálnymi príznakmi⁸.

Dôležité:

Odhalenie virálneho DNA automaticky neznamená aktívnu infekciu alebo chorobu.

Výsledky sú určené na vedeckú a vzdelávaciu interpretáciu mikrobiálnych vzorov.

Prečo je virom vedecky zaujímavý?

Virom je v súčasnosti jedným z najrýchlejšie rastúcich výskumných oblastí v odbore mikrobiomu⁹.

Vedci intenzívne skúmajú:

• Ako vírusy ovplyvňujú bakteriálne komunity
• Ako fágy interagujú s rezistomom
• Ako sa virom líši medzi jednotlivcami
• Ako môžu stravu a vplyvy prostredia ovplyvňovať virom

Zásadne fascinujúce:

Mnohé virálne sekvencie v ľudskom čreve sú na tento deň stále vedecky neznáme¹⁰.

Náš prístup v spoločnosti Bactera

V spoločnosti Bactera používame modernú shotgun metagenomiku a vedeckú bioinformatiku.

V rámci nášho prístupu Microbiome 360° analyzujeme:

Oblasť	Čo sa analyzuje
Bakteriálna diverzita	Alfa diverzita a mikrobiálna stabilita
Gény rezistencie	Genetické vzorce spojené s rezistenciou
Huby a kvasinky	Rôzne komponenty mykobiomu
Virom	Virálne sekvencie na základe DNA
Fágy	Komponenty spojené s bakteriofágmi

Dôležité na pochopiť:

Keďže používame sekvenovanie DNA, mnohé črevné RNA vírusy nie sú úplne odhalené.

Analýza je určená na vedeckú a vzdelávaciu interpretáciu mikrobiálnych vzorov a nenahrádza lekársku virálnu diagnostiku.

Záver

Črevný mikrobiom u ľudí zameriava nielen z baktérií, ale aj z mimoriadne komplexnej diverzity virálnych komponentov.

Virom sa teraz stáva jedným z najzaujímavejších oblastí moderného výskumu mikrobiomu.

Pomocou moderného shotgun sekvenovania DNA možno analyzovať určité virálne komponenty na základe DNA, vrátane adenovírusov a sekvencií spojených s bakteriofágmi.

V súčasnom čase je dôležité pochopiť, že mnohé črevné vírusy sú na základe RNA a preto sú iba čiastočne odhalené prostým sekvenovaním DNA.

Presne preto sa výskum viromu teraz tak dynamicky vyvíja a neustále poskytuje nové poznatky o ľudskom mikrobiome.

Vedecké zdroje

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.