Prečo sme založili Bactera: Prečo väčšina testov mikrobiomu stále nevidí celistvú situáciu

Mikrobiom ľudského čreva sa stal jedným z najžiženejších tém v modernom zdravotnom vedomí. Každý rok tisíce nových štúdií skúmajú, ako sa bilióny mikroorganizmov žijúcich v čreve môžu vzťahovať na výživu, metabolizmus, imunitu, životný štýl a širší ľudský ekosystém.

Zároveň sa testovanie mikrobiomu stalo čoraz dostupnejším. Viac ľudí sa než kedykoli prejavuje záujem o pochopenie svojho črekového mikrobiomu, často prostými domácimi testmi, ktoré sľubujú personalizované poznatky o bakteriálnom zložení a zdraví čreva.

Hoci je táto oblasť fascinujúca, veríme, že existuje dôležitý problém, o ktorom sa zriedka otvorene hovorí:

Mnoho analýz mikrobiomu stále zachytáva iba malú časť mikrobiálneho ekosystému.

A práve táto poznanie bolo jedným z dôvodov, prečo vznikla spoločnosť Bactera.

Problém s pozorovaniem mikrobiomu cez dierku od kľúča

Črekový mikrobiom je neúveriteľne komplexný. Obsahuje nielen baktérie, ale aj vírusy, bakteriofágy, huby, archéa a milióny mikrobiálnych génov, ktoré interagujú v neustále sa meniacom ekosystéme¹.

Mnoho tradičných testov mikrobiomu sa však stále spolieha na relatívne úzke analytické metódy, ktoré sa zameriavajú primárne na vybrané oblasti bakteriálnych markerov. Hoci tieto metódy hrali dôležitú úlohu vo výskume mikrobiomu, často poskytujú iba obmedzený pohľad na širší mikrobiálny svet.

Pre nás to pôsobilo trochu ako snažiť sa pochopiť celý daždenný les, pozerali sme na pár listov.

Môžete vidieť časť obrazu, ale vynechávate komplexnosť samotného ekosystému.

A v vede o mikrobiome je ekosystém dôležitý.

Prečo sme si vybrali metagénomiku typu shotgun

Od začiatku sme chceli, aby sa Bactera zamerávala na modernú, vedecký výskum založený analýzu mikrobiomu.

Preto sme si vybrali metagénomové sekvenčovanie typu shotgun ako základ našej platformy.

Na rozdiel od tradičných cielených prístupov analyzuje sekvenčovanie typu shotgun celkové mikrobiálne DNA vo vzorku² . Namiesto zamerania sa iba na vybrané bakteriálne oblasti umožňuje širší a detailnejší pohľad na ekosystém mikrobiomu.

To znamená, že analýza môže potenciálne obsahovať:

• bakteriálnu diverzitu
• rozlíšenie na úrovni druhov
• huby a kvasinky
• vírusy a bakteriofágy
• funkčný potenciál mikroorganizmov
• s rezistenci spojené gény

Pre nás to nebola jednoducho technická modernizácia.

Zastupovala iný prístup: pozerať na mikrobiom ako na komplexný biologický ekosystém, nie len ako na zoznam baktérií.

Budúcnosť vedy o mikrobiome sú o ekosystémoch

Jedným z najzaujímavejších vývojov vo výskume mikrobiomu je rastúce uvedomenie, že mikroorganizmy neexistujú v izolácii.

Baktérie interagujú jedna s druhou.
Vírusy ovplyvňujú populácie baktérií.
Strava formuje mikrobiálne komunity.
Stres, spánok, antibiotiká a životný štýl neustále menia ekosystém.

Mikrobiom sa správa menej ako statický katalóg baktérií a viac ako dynamická živá sieť³.

Práve preto veríme, že sa budúca veda o mikrobiome bude čoraz viac posúvať od jednoduchých bakteriálnych súhrnov k:

• analýze na úrovni ekosystému
• funkčnej interpretácii
• interakciám mikroorganizmov
• prístupom systémovej biológie

Moderné sekvenčné technológie konečne umožňujú, aby boli takéto poznatky prístupnejšie než kedykoli predtým.

Veríme, že testovanie mikrobiomu by malo vzdelávať, nie zjednodušovať nadmerne

Ďalším dôvodom, prečo sme založili Bactera, bola frustrácia z toho, ako často komunikácia o mikrobiome stáva nadmerne zjednodušenou.

Mikrobiom je stále mladým vedeckým odborom. Mnoho vzťahov medzi mikroorganizmami a ľudským zdravím sa stále aktívne skúma. Spotrebiteľom sa však niekedy prezentujú mimoriadne definitívne závery na základe relatívne obmedzených údajov.

Veríme, že je potrebný úprimnejší a vedecky zodpovednejší prístup.

To znamená:

• zameranie sa na transparentnosť
• jasné oddelenie vedy od špekulácií
• vyhýbanie sa prehnaným sľubom
• prezentovanie poznatkov o mikrobiome v náučnom a zrozumiteľnom spôsobe

Náš cieľ nie je zredukovať mikrobiom na jednoduchý príbeh „dobrej baktérií vs. zlej baktérií“.

Naopak, chceme pomôcť ľuďom lepšie pochopiť komplexnosť mikrobiálneho sveta žijúceho v nich.

Viac než testovanie: budovanie platformy pre výskum mikrobiomu

Pre nás je analýza mikrobiomu iba jednou časťou oveľa širšej vize.

Bactera nebola založená iba ako spoločnosť na testovanie mikrobiomu, ale aj ako dlhodobá výskumná platforma zameraná na hlbšie pochopenie mikrobiálnych ekosystémov.

Naše širšie záujmy zahŕňajú:

• sekvenčovanie črekového mikrobiomu
• výskum bakteriofágov
• obnovu mikrobiálnych ekosystémov
• funkčnú analýzu mikrobiomu
• budúce terapeutické prístupy založené na mikrobiome

Veríme, že ďalšia generácia vedy o mikrobiome vznikne z integrácie sekvenčovania, bioinformatiky, ekológie a systémovej biológie, nie iba z izolovaných zoznamov baktérií.

Prečo je to dôležité

Ľudský mikrobiom obsahuje milióny mikrobiálnych génov: oveľa viac genetických informácií než samotné ľudské genóm⁴.

Teprve začíname rozumieť, čo to znamená.

Moderná veda o mikrobiome stále má mnoho neodpovedaných otázok. Ale jedna vec je už jasná:

Budúcnosť analýzy mikrobiomu sa pravdepodobne bude čoraz viac stávať vysokorezulútnou, zameranou na ekosystém a založenou na dátach.

Práve táto budúcnosť nás inšpirovala vytvoriť Bactera.

Nie preto, že si myslíme, že veda o mikrobiome už má všetky odpovede, ale preto, že veríme, že sme iba na začiatku odhalovania skutočnej komplexnosti mikrobiálneho sveta.

Chcete vidieť, ako to v praxi vyzerá? Zistite, ako funguje analýza črekového mikrobiomu.

Vedecké zdroje

1. Huttenhower C et al. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012.
2. Quince C et al. Shotgun metagenomics, from sampling to analysis. Nat Biotechnol. 2017.
3. Lloyd-Price J et al. Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases. Nature. 2019.
4. Qin J et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010.