Az ember mindig is törődött testi egészségével,
ám nem mindig becsülte értékén az egyes testrészeit.
Az ókori egyiptomiak például
nagyon ügyeltek a másvilágon fontosnak vélt testrészeikre,
ám a többivel nem törődtek.
Ahogy ezzel sem itt.
Bár gondosan megőrizték a gyomrot, a tüdőt,
a májat s a többit,
a péppé zúzott agyvelőt kiszedték az orron át,
majd egyszerűen kidobták.
Volt benne ráció,
elvégre mire való az agy?
És ha volna a testünkben egy alábecsült szerv,
amely az aggyal azonos súlyú,
s ha úgy vesszük, ugyanúgy meghatározója annak, akik vagyunk,
s amelyről mégis alig tudunk valamit, s alantas dolognak tartjuk?
És mondjuk, hogy a tudomány csak most jutott el oda,
hogy kapiskálni kezdjük,
milyen fontos ahhoz, hogy azok legyünk, akik vagyunk?
Nem volna jó többet tudni róla?
Nos, kiderült, hogy van is egy ilyenünk:
a bélrendszerünk,
illetve, a benne élő mikrobák.
De nemcsak a bélben élő mikrobák fontosak.
A bennünk/rajtunk élők
mind kulcsfontosságú elemei
az emberek közti különbségeknek.
Mondok egy példát. Észrevették már,
hogy a szúnyogok egyeseket jobban csípnek, mint másokat?
Kiderült, hogy ennek a kempingi szóbeszédnek igenis van alapja.
Például engem nemigen bántanak a szúnyogok.
A páromra, Amandára, seregestül szállnak.
Azért van ez, mert más mikrobák élnek a bőrünkön,
más kémiai anyagot termelnek, és a szúnyognak ez nem mindegy.
A mikrobák nagyon fontosak az orvoslásban is.
Például a beleinkben élő mikrobák
határozzák meg, hogy egy fájdalomcsillapító káros-e a májunkra.
Rajtuk múlik az is, hogy a szívünk kezelhető-e egy adott gyógyszerrel.
Muslicák esetében
a mikrobákon múlik az is, ki kivel párosodna inkább.
Emberekre ezt még nem bizonyították,
de talán csak idő kérdése. Ami késik, nem múlik. (Nevetés)
Tehát a mikrobák sokféle feladatot látnak el.
Segítenek az emésztésben,
az immunrendszer betanításában,
a betegségek leküzdésében,
talán még a viselkedésünket is befolyásolják.
Hogy nézne ki vajon a mikrobaközösségek térképe?
Nos, nem egészen így,
de ez is jó a biológiai sokféleség megértéséhez.
A föld különböző tájain más-másféle lények élnek,
melyek az adott helyre jellemzőek: erre, erre...
vagy erre.
A mikrobiológiában is hasonló a helyzet, bár be kell valljam:
a mikroszkóp kb. minden mikrobát egyformának mutat.
Ezért nem szemre azonosítjuk őket,
hanem a DNS-sorrendjüket nézzük.
A Humán Mikrobiom Projekt keretében --
a NIH 173 millió dolláros támogatásával --
kutatók százai működnek együtt,
hogy feltérképezzék az A, T, G, C sorrendeket
és ezzel az emberi test mikrobáit.
Ha összerakjuk mindezt, kb. ezt kapjuk.
Nem könnyű megmondani, melyik hol él, igaz?
A laborunk számítógépes eljárásokat fejleszt ki arra,
hogy a sok terabájtnyi szekvenciaadatot
minél világosabban tudjuk térképként bemutatni.
Ha vesszük pl. az emberi mikrobiom projekt
250 egészséges önkéntesének adatát,
ezt az ábrát kapjuk.
Egy-egy pont a mikrobák összességét jelzi
egy teljes mikrobaközösségben.
Megmondtam, ugye -- teljesen egyformák!
Tehát mindegyik pont egy mikrobaközösséget jelent
egy egészséges résztvevő egy testrészéről.
A térkép különböző részei más-más színűek,
mintha más földrészt jelölnének.
A térképből kiderül,
hogy ezek -- a test különböző részei --
eltérő mikrobákat tartalmaznak.
A szájban élő közösség itt fent látható, zöld színben.
A másik oldalon, a kék, a bőrön élő közösség.
A hüvelyi közösség lila,
és középen, legalul, a székleti közösség barna.
Az utóbbi években rájöttünk,
hogy a test különböző részein élő mikrobák
meglepően különböznek egymástól.
Ha egy egyén mikrobáit összevetjük,
mondjuk a száj- és bélflóráját,
kiderül, hogy a két közösség közti különbség
óriási.
Nagyobb a különbség, mint ezen a korallzátonyon
és ezen a prérin élő mikrobák között.
Ez igazán megdöbbentő, ha belegondolunk.
Félméternyi távolság az emberi testen
többet számít mikrobaökológiai szempontból,
mint mérföldek százai a Föld felszínén.
Ami nem jelenti azt, hogy két egyénnek azonosak
a mikrobái a megfelelő testrészen.
Bizonyára hallották már,
hogy DNS-ünket nézve kb. mind egyformák vagyunk.
A bennünk lévő humán DNS 99,99%-ban megegyezik
a mellettünk ülő személyével.
Ugyanez nem igaz a bélflórára.
Elképzelhető pl., hogy a mellettünk ülő
bélflórájának csak 10%-a egyezik meg a miénkkel.
Kb. akkora különbség, mint a prérin s az erdőben
található baktériumok között.
Ez a sokféle mikroba,
mint mondtam, más-más feladatot lát el,
az emésztéstől kezdve,
a betegségekben játszott szerepen át,
a gyógyszerek metabolizálásáig.
Hogy mi teszi képessé őket erre?
Nos, részben az,
hogy bár csak másfél kilónyi mikroba él a beleinkben,
létszámfölényben vannak.
Hogy mekkora ez a fölény?
Nos, ez attól függ, mit értünk a testünk alatt.
A sejtjeinket?
Nos, mindannyiunkban kb. 10 billió emberi sejt van,
ugyanakkor kb. 100 billió mikrobasejtnek adunk élőhelyet.
Így nézve tehát tízszer annyian vannak.
De mondhatjuk azt is, hogy a DNS-ünk tesz minket emberré.
Mindegyikünknek kb. 20 000 emberi génje van.
attól függően, mit számolunk bele.
Mikrobáinknak azonban akár 2-20 millió génjük is lehet.
Akárhogy is nézzük, nagy számfölényben vannak
mikrobiális szimbiontáink.
Kiderült még, hogy nemcsak emberi DNS-ünk nyomát,
de a mikrobiáinkét is magunk után hagyjuk,
ha megérintünk valamit.
Néhány éve megmutattuk,
hogy a számítógépező tenyerének hozzárendelése
a rutinszerűen használt egérhez
95%-os pontossággal elvégezhető.
Ezt pár éve közöltük egy tudományos folyóiratban.
Sőt, a "Miami helyszínelők" is mutatta,
tehát a hír biztosan igaz!
(Nevetés)
De honnan is származnak a mikrobáink?
Ha tartanak kutyát, vagy van gyermekük,
akkor nyilván van erről némi elképzelésük,
és persze nem is tévednek.
Nos, nemcsak a kütyüikkel lehet önöket összekötni
a közös mikrobák alapján,
hanem a kutyájukkal is.
Az is kiderült, hogy a felnőtteknél
aránylag stabilak a mikrobaközösségek
Még ha együtt él is két felnőtt,
megőrzik "mikrobiális identitásukat"
heteken, hónapokon, vagy akár éveken át is.
Az első mikrobiális közösségeink
sokban függenek a születés módjától.
Természetes úton világra jött babák
minden mikrobája a hüvelyből származik,
míg a császármetszéssel születettek
mikrobaközössége a bőréhez hasonlít.
Ez összefüggésben lehet valamelyest
a császáros babák egészségi problémáival:
a gyakoribb asztmával, allergiával és a túlsúllyal.
Ezek mind összefüggnek a mikrobákkal.
Gondoljanak bele: nemrég csak olyan emlősök éltek,
melyek a hüvelyen át jöttek a világra.
Az, hogy hiányzanak a védő baktériumok,
melyekkel együtt kialakultunk, oka lehet
sok olyan betegségnek, melynél bizonyított a mikrobiom szerepe.
Mikor pár éve a kislányom megszületett --
vészhelyzeti császármetszés volt --,
saját kezünkbe vettük a dolgot:
magunk kentük be őt hüvelyi mikrobákkal,
amelyekben normálisan részesült volna.
Persze nem lehet biztosan tudni, hogy ez valóban
befolyásolta-e az egészségét.
Ha csak egyetlen gyermeket nézünk, bármennyire szeretjük is,
túl kicsi a statisztikai mintaméret
általános következtetések levonására.
Nos, a lányunk két éves, de még fülgyulladása sem volt,
és szorítunk neki, hogy ez így maradjon.
Újabban több gyermeken végzünk klinikai vizsgálatokat,
hogy kiderítsük, van-e az eljárásnak védő hatása.
Születésünk módja befolyásolja, milyen mikrobáink vannak induláskor,
de mi történik ezután?
A térkép alapja, amelyet mutatok,
most is a Humán Mikrobiom Projekt.
A pontok egy-egy testrészről származó mintát jeleznek
a 250 egészséges felnőtt alany egyikétől.
Nyilván láttak már növekvő gyermekeket.
Tanúi lehettek mentális fejlődésüknek is.
Most pedig először lehetnek tanúi
a mikrobiális fejlődésnek a munkatársam egyik gyerekénél.
Tehát mit fogunk látni?
Látni fogjuk baba székletét,
a fekális mikrobiótát, mely a bélflórát képviseli,
s amelyből hetente vettünk mintát majdnem két és fél éven át.
Az első napnál fogjuk kezdeni.
Látni fogják, amint a kisbabát jelző sárga petty elindul:
lényegében a hüvelyi mikrobiótától indul el,
ahogy a szülési mód alapján várható.
Látni fogják, amint a két és fél év alatt,
hosszú utat megtéve, lemegy alulra,
ami az egészséges felnőttek fekális mikrobiótájának felel meg.
Elindítom, nézzék meg, hogyan történik mindez.
Figyeljék meg -- ne feledjék, hogy egy lépés egy hetet jelent --
figyeljék, ahogy hétről hétre
változik a gyermek székletében a mikrobiális közösség,
s hogy a heti változás sokkal nagyobb,
mint az egyes felnőttek közti különbség
az adott Humán Mikrobiom csoportban.
Ezek azok a barna pettyek egészen lent.
Figyeljék: a kis srác közeledik a felnőttek bélflórájához.
Ez van kb. két éves korig.
És most jön valami roppant érdekes.
A srác antibiotikumos kezelést kap fülgyulladásra.
Nézzék ezt a hatalmas változást a közösségben,
majd a hirtelen helyreállást.
Visszatekerem, jó?
Amint látják, néhány hét alatt
gyökeres változás következik be:
több hónapos visszaesés a normálishoz képest,
melyet aránylag gyors helyreállás követ,
s mire elérjük a 838-ik napot,
amelyen véget ér ez a videó,
a kisfiú gyakorlatilag elérte a felnőtt fekális közösséget,
az antibiotikumos kezelés ellenére.
Nos, ez azért érdekes, mert alapvető kérdéseket vet fel:
Mi történik, ha más-más életkorban avatkozunk be a folyamatba?
És ha a korai szakaszt zavarjuk meg, amikor a mikrobiom gyorsan változik?
Számít az egyáltalán?
Vagy olyan, mintha viharos tengerbe dobnánk követ
s elnyeli a hullám fodrait a tenger?
Kiderült pl., ha antibiotikummal kezelünk gyerekeket
életük első hat hónapja során,
sokkal nagyobb eséllyel híznak el aztán,
mintha nem, vagy csak később kaptak volna antibiotikumot.
Tehát a korai gyermekkori kezelés nagy hatással lehet
a belek mikrobaközösségére, s így az egyén későbbi egészségére.
S mindezt még csak most kezdjük megérteni.
Egy nap talán felfedezzük, hogy azon a hatáson kívül, melyet
az antibiotikumok a rezisztens kórokozókra gyakorolnak,
ami persze nagyon fontos,
az antibiotikumok gyengíthetik a bélflóra ökoszisztémáit is.
Egyszer talán éppolyan borzalommal tekintünk az antibiotikumokra,
mint ma azokra a kezdetleges fémeszközökre,
melyekkel az egyiptomiak pépesítették az agyvelőt,
hogy lecsapolják a test balzsamozása előtt.
Említettem, hogy a mikrobák sok feladatot látnak el.
Az utóbbi pár évben
összefüggésbe hozták őket egy sor megbetegedéssel is,
köztük a gyulladásos bélbetegségekkel,
szívbetegségekkel, végbélrákkal,
sőt, az elhízással is.
Tudjuk, hogy az elhízás mindenre kihat.
Hogy sovány vagy-e vagy elhízott, ma már
90%-os pontossággal
megállapítható a bélflórádból.
Nos, ez gyönyörűen hangzik,
de orvosi tesztnek nem valami nagy szám,
mert szerintem el tudják dönteni, melyik hölgy túlsúlyos,
noha szikrányi ismeretük sincs a bélflórájáról.
Ám az is kiderült, hogy ha feltérképeznénk a génjeiket,
akkor az emberi DNS-ükből
csak 60%-os pontossággal tudnánk megmondani, melyikük az elhízott.
Mit szólnak ehhez?
Nos, ez azt jelenti, hogy a beleinkben élő másfél kilónyi mikroba
fontosabb egyes betegségek kialakulásában,
mint a teljes génállományunk összes génje együttvéve.
Az egerek esetében még többet tudunk.
Az egerek sok kóros állapota kapcsolható a bélflórához.
Például a szklerózis multiplex,
a depresszió, az autizmus és persze az elhízás.
De honnan tudhatjuk, hogy a mikrobiális különbségek,
melyek a betegségekkel korrelálnak, okok-e vagy okozatok?
Például nevelhetünk egereket
saját mikrobák nélkül, csíramentes buborékban.
Aztán beadunk egy adag fontosnak vélt mikrobát,
s várjuk, mi történik.
Ha mikrobákat veszünk egy elhízott egérből,
s átültetjük egy genetikailag normális egérbe,
melyet saját mikrobák nélkül neveltünk buborékban,
kövérebb lesz, mintha egy átlagos egértől kapna mikrobákat.
Érdekes, de ennek többféle oka is lehet.
Néha az van, hogy a mikrobák
segítségével az egerek jobban meg tudják emészteni ugyanazt,
tehát több energiát nyernek ki belőle.
Máskor a mikrobák az egér viselkedését változtatják meg.
Ez azt jelenti, hogy többet esznek, mint az átlag egér,
s csak akkor híznak el, ha kedvük szerint ehetnek.
Elképesztő, nem?
Mármint, hogy a mikrobák befolyásolni képesek egy emlős viselkedését.
Talán az jár a fejükben, hogy vajon fajok között is működik-e a dolog.
Kiderült, hogy igen. Ha egy elhízott ember mikrobáit
átültetik egy csíramentes buborékban nevelkedett egérbe,
az egér is jobban meghízik
mintha egy egészséges ember mikrobáiból kapott volna.
De összeállítható olyan mikrobaközösség is, melynek beadása
megakadályozza az egerek elhízását.
Ugyanez az alultápláltságra is igaz.
Egy, a Gates Alapítvány által támogatott projektben
olyan Malawi-beli gyerekeket vizsgáltunk,
akik kwashiorkorosak, súlyosan alultápláltak voltak.
Az egerek, melyekbe kwashiorkoros közösséget ültetünk át,
testtömegük 30%-át veszítik el
röpke három hét alatt.
Felgyógyulnak azonban, ha mogyoróvaj- alapú táplálékkiegészítőt kapnak,
olyant, mint a gyerekeket a klinikán.
Azok az egerek, melyek mikrobáikat
egy kwashiorkoros gyerek egészséges ikrétől kapják, nem fogynak.
Ez azért érdekes, mert eszerint talán tesztelhetnénk gyógymódokat úgy,
hogy olyan egereken próbáljuk ki őket, melyekbe
adott személyek bélflóráját ültetjük,
s így akár személyre szabott kezeléseket is kifejleszthetünk.
Azt szeretnénk, ha minél többen
hasznát látnák a felfedezésünknek.
Ezért néhány éve
elindítottunk az "Amerikai Bél" projektet.
Akár önök is felkerülhetnek térképünkre!
Ez a legnagyobb internetes adakozásra épülő tudományos projekt,
melyre eddig 8 000 személy iratkozott fel.
A résztvevők beküldik a székletmintáikat,
mi elkészítjük a mikrobáik géntérképét, majd visszaküldjük az eredményt.
Az eredményt -- személyi adatok nélkül -- tudósokkal, tanárokkal,
a nagyközönség érdeklődő tagjaival is megosztjuk,
tehát bárki hozzáférhet.
Mindazonáltal,
amikor a BioFrontiers Institute-i laborunkban bemutatót tartunk,
s elmeséljük, hogy robotokkal és lézerekkel vizsgáljuk a kakit,
látszik, hogy erről nem mindenki szeretne tudni!
(Nevetés)
De úgy sejtem, önök igen.
Ezért aztán magammal hoztam néhány készletet,
hogy kipróbálhassa, aki akarja.
Hogy mire is jó ez az egész?
Nos, kiderült, hogy a mikrobák nemcsak
egészségi állapotunk felmérésére jók,
hanem betegségek kezelésre is alkalmasak.
Ez az egyik legfrissebb eredmény, melyet én és
a University of Minnesota-i munkatársaim bemutathatunk.
Tehát ez itt az emberi mikrobiom térképe.
Adjuk hozzá a térképhez
a Clostridium difficile baktériumtól szenvedők mikrobaközösségét.
A C. diff. borzalmas hasmenést okoz.
Akár napi 20 székletürítéssel járhat,
s ezekre a betegekre már két éve nem hatott az antibiotikum,
ami a feltétele a tesztelhetőségnek.
Mi lenne, ha átültetnénk egy egészséges donor székletét --
ez a csillag az, itt lent --
a hasmenésesek belébe?
Harcolnának-e a jó mikrobák a gonoszak ellen,
s segítenék-e a betegek felgyógyulását?
Lássuk, mi is történik itt pontosan.
A hasmenésesek közül négy kap átültetést
az alul levő egészséges donortól.
Nézzék csak: szinte rögtön
gyökeres változás látható a bélflórában.
Egy nappal az átültetés után
az össze tünet eltűnik,
a hasmenés elmúlik,
s gyakorlatilag egészségesek megint, bélflórájuk olyan, mint a donoré,
és olyan is marad.
(Taps)
És ez még csak a kezdet.
Kiderítettük, hogy a mikrobák hatással vannak
sok-sok megbetegedésre,
a gyulladásos bélbetegségektől az elhízásig,
sőt, talán az autizmusra és a depresszióra is.
Jó lenne még ezenfelül
egyfajta mikrobiális GPS-t kifejleszteni,
amivel nemcsak azt látnánk, most hol tartunk,
hanem azt is, ahová menni akarunk, s amit tennünk kell,
hogy célunkat elérjük.
S olyan egyszerű legyen ez a dolog,
hogy még egy kisgyerek is tudja használni. (Nevetés)
Köszönöm figyelmüket!
(Taps)