Biz insanlar, her zaman vücut sağlığımızla ilgili olmuşuzdur.
Ama neyin önemli olduğunu anlayabilme konusunda her zaman bu kadar iyi olmadık.
Antik Mısırlıları örnek alalım.
Öbür dünyada ihtiyaç duyacaklarını düşündükleri organlarla çok ilgilenmişler
fakat bazı organları boşvermişlerdir. Mesela bu organ.
Mideyi, akciğeri, karaciğeri ve bazı başka organları
çok dikkatli bir şekilde korumalarına rağmen,
beyni önce ezer, sonra da burundan akıtıp dışarı atarlardı.
Bu mantıklı, gerçekten. Sonuçta beyin bizim ne işimize yarar ki ?
Vücudumuzda en az beyin kadar ağır, bazı yönleriyle kim olduğumuz
açısından da önemli olan, hakkında çok az şey bildiğimiz ve
böylesine görmezden gelinen bir organ olduğunu hayal edin.
Hayal edin, yeni bilimsel gelişmeler sayesinde,
kendimiz hakkındaki düşüncelerimizde
onun ne kadar önemli olduğunu anlamaya başlasaydık..
Daha fazlasını bilmek istemez miydiniz ?
Pekala, böyle bir şeye gerçekten sahibiz:
bağırsaklarımız, daha doğrusu, onların mikropları.
Ama bağırsaklarımızda önemli olan tek şey mikroplar değildir.
Tüm vücudumuzu saran mikroplar,
bizi farklı insanlar yapan
farklılıklarımızın çeşitleri noktasında
kritik bir hal alır.
Örnegin bazı insanların böcekler tarafından diğerlerinden daha sık
ısırıldığını farketmiş miydiniz ?
Bu herkesin dışarıda kamp yapmayla ilgili anısının aslında doğru olduğunu
ortaya koyar.
Mesela ben nadiren ısırılırım
ama partnerim Amanda onları sürüyle üzerine çeker.
Bunun sebebi
cildimizde böceklerin
farkedeceği farklı kimyasalları
üreten farklı mikropların olmasıdır.
Mikroplar, tıp konusunda da çok önemlidir.
Bağırsaklarınızdaki bakteriler,
belirli ağrı kesicilerin, karaciğeriniz için
zehirli olup olmadıklarına karar verir.
Aynı zamanda,
diğer ilaçların kalp rahatsızlığınıza iyi gelip gelmeyeceğine de.
Eğer bir meyve sineğiyseniz,
mikroplarınız kiminle seks yapmak isteyeceğinize karar verir.
Henüz insanlarda kanıtlayamadık.
Ama belki de ortaya çıkarmamız an meselesidir.
(Kahkahalar)
Mikroplar çeşitli işlemlerde görev alırlar.
Yiyecekleri sindirmemizde bize yardımcı olurlar.
Bağışıklık sistemimizi eğitmemizi sağlarlar.
Hastalığa karşı direnmemizde yardımcı olurlar ve
davranışlarımızı etkiliyor bile olabilirler.
Peki tüm bu mikrobik toplulukların
haritası neye benzerdi ?
Pekala, buna pekte benzemezdi.
Ama bu biyoçeşitliliği anlayabilmemiz için iyi bir rehber.
Dünyanın farklı yerleri,
o bölgenin karakteristik özelliklerini direkt olarak oluşturan
farklı organizmalara sahiptir.
Başka bir bölge..
Ya da bir başkası.
Mikrobiyoloji sayesinde, hepsi neredeyse aynı.
Fakat size dürüst olacağım.
Aslında bir mikroskoptan tüm mikroplar aynı görünür.
Onları görsel olarak tanımlamak yerine, onların DNA dizilimlerini inceleyeceğiz
ve İnsan Mikrobiyomları Projesini.
Ulusal Sağlık Enstitüleri,
insan vücudundaki tüm bu mikropların,
A'ların T'lerin G'lerin ve C'lerin, (Adenin, Timin, Guanin, Sitozin)
haritasını çıkarmak için yüzlerce araştırmacının
bir araya geldiği bu projeye 173 milyon dolar bağışta bulundu
Hepsini birleştirince, şu şekilde görünecek.
Şuanda hangisinin nerede yaşadığını söylemek biraz daha zor değil mi ?
Laboratuvarımdaki gelişmiş bilgisayar teknikleriyle yaptıklarımız,
terabaytlarca dizilim bilgisini alıp,
onları daha kullanışlı haritalara dönüştürmemizi sağlıyor.
250 gönüllü insandan gelen insan mikrobiyomu bilgisiyle
bunu yaptığımızda, şuna benziyor.
Buradaki her bir nokta,
bir mikrobik topluluktaki
bütün kompleks mikropları temsil eder.
Gördünüz mü ?
Size hepsinin neredeyse aynı göründüğünü söylemiştim.
Şuanda baktığımız her bir nokta,
sağlıklı bir gönüllünün vücudunun
bir kısmında bulunan
bir topluluğu temsil ediyor.
Haritanın farklı kısımları
farklı renklerdedir.
Neredeyse ayrılmış kıtalar gibiler.
Sonuç olarak, vücudun farklı bölümleri, içlerinde çok farklı mikroplara sahiptir.
Yeşil kısımda ağızdaki mikrobik topluluklar var.
Diğer kısmın yukarısında,
mavi kısımda ciltteki, mor kısımda vajinal
ve hemen aşağıda dışkıdaki mikrobik topluluklar bulunuyor.
Son birkaç yılımızı vücudun
farklı bölgelerindeki mikropların,
aynı mikroplar olmadıklarını
ortaya çıkarmakla geçirdik.
Bir insanın ağzında ve bağırsaklarında
bulunan mikropları incelersem,
bu iki mikrobik topluluğun arasındaki farkın muazzam olduğu ortaya çıkar.
Fark bu bozkırda ve bu resifte bulunan mikropların farkından
daha büyüktür, değil mi ?
Düşündüğünüzde, bu inanılmaz bir şey.
Bu demek oluyor ki;
insan vücudundaki bir kaç farklılık
mikrobik çevreniz için
bir farklılıktan yüzlerce mil fazlasını oluşturur.
Aynı vücut habitatındaki insanların aynı göründüğünü de söyleyemeyiz.
DNA'larımız açısınsan neredeyse aynı olduğumuzu duymuşsunuzdur.
DNA bakımından,
yanınızda oturan insanla
%99 özdeşsiniz.
Ama bağırsak mikrobu için bu pek de doğru değil.
Bağırsak mikroplarınızın sadece %10'u yanınızda oturan insanınkiyle özdeştır.
Bu, bu bozkırdaki ve bu resifteki bakteriler kadar farklı, değil mi ?
Bu farklı mikroplar size bahsettiğim gibi
yemeğimizi hazmetmekten, bir hastalığa karşı tutumumuza
ya da ilaçlarımızı metabolize etmemize kadar,
her konuda farklı fonksiyonlara sahiptirler.
Peki bu kadar şeyi nasıl yapıyorlar ?
Bunun sebebi kısmen de olsa bağırsaklarımızdaki 3 pound mikroptur.
Gerçekten bizden sayıca üstünler.
Peki bizden sayıca ne kadar üstünler ?
Bu, vücudumuzu ne olarak düşündüğümüze bağlıdır.
Hücreler mi ?
Hepimiz 10 trilyon insan hücresinden oluşuruz
Ama 100 milyon kadar da mikrobik hücre barındırırız.
Yani bizden sayıca 1'e 10 daha üstünler.
"DNA'larımız gereği insanız,
her birimizin 20.000 civari insan genine sahip olduğu ortaya çıkıyor,
biraz önceki sayısal orana göre
içimizde 2 milyona 20 milyon kadarda mikrobik gen bulunuyor."
diye düşünüyor olabilirsiniz.
Her şekilde mikrobik ortakyaşarlarımız tarafından
sayıca altedilmiş bulunuyoruz.
İnsan DNA'mızın yanında dokunduğumuz
her şeyde mikrobik DNA'mızın izlerini de
bırakırız.
Birkaç yıl önce bir çalışmamızda,
bir insanın rutin olarak kullandığı
bilgisayar faresini ve avcunun içini
%95'e varan doğruluk payıyla eşleştirebileceğinizi gösterdik.
Çalışmamız birkaç yıl önce bir bilim dergisinde
yayınlandı ama daha da önemlisi
"CSI:Miami"de de çıktı.
Artık gerçekten doğru olduğunu biliyorsunuz.
(Kahkahalar)
Her şeyden önce,
mikroplarımız nereden gelmekte ?
Eğer sizin de, benim gibi
köpekleriniz, çocuklarınız varsa
sizinde karanlık şüpheleriniz oluyordur. Bu arada bunların hepsi doğru.
Paylaştığınız mikroplar sayesinde,
sizi bilgisayar ekipmanlarınızla
olduğu gibi
köpeğinizle de eşleştirebiliriz.
Ama bu daha çok yetişkinlerde ortaya çıkıyor,
mikrobik topluluklar göreceli olarak sabittir
birisiyle birlikte yaşasanız bile haftalarca, aylarca
hatta yıllarca farklı mikrobik kimliğinizi sürdürmeye devam edeceksiniz.
İlk mikrobik topluluklarımız nasıl doğduğumuza bağlıdır.
Esasen normal doğan bebeklerin mikropları tamamen vajinal topluluğa aitken,
sezaryenle doğan bebeklerin mikropları tamamen cilt topluluğuna aittir.
Bu belki de sezaryenle doğan bebeklerin
sağlık durumundaki birkaç farkla ilişkilendirilebilir,
örneğin daha fazla astım, alerji
ve hatta mikroplarla bağlantılı olarak
daha fazla obezite.
Düşündüğünüzde, şimdiye kadar hayatta kalmış olan her memeli,
doğum kanalından taşındı yani
birlikte evrildiğimiz
bu koruyucu mikropların eksikliği
mikrobiyomları da içerdiğini bildiğimiz farklı şartların birkaçı için önemlidir.
Birkaç yıl önce,
kızım acil sezaryenle doğduğunda,
ipleri elimize aldık ve
onu normale döndürecek olan
vajinal mikroplarla
kaplanmasını sağladık.
Bunun onun sağlığı üzerinde
bir etkisi olup olmadığını
söylemek biraz zor, değil mi?
Onu ne kadar sevsek de,
sadece bir çocuğun numune boyutuyla
ortalamada ne olacağını anlamaya yetecek kadar
numune boyutuna sahip olamazsınız.
Ama o 2 yaşında,
ve henüz kulak enfeksiyonu geçirmedi, bu yüzden umudumuzu kaybetmiyoruz.
Dahası, bunun genel olarak
koruyucu etkileri olup olmayacağını anlayabilmek adına
daha fazla çocukla klinik deneyler yapıyoruz.
Nasıl doğduğumuzun, başlangıç olarak
sahip olduğumuz mikroplardaki etkisi muazzam.
Peki bundan sonra ne olacak ?
Size tekrar İnsan Mikrobiyomları Projesi Veri haritasını gösteriyorum.
Her bir nokta 250 yetişkinin vücut
bölümlerinden alınan bir numuneyi temsil eder.
Çocukların fiziksel gelişimlerini
zihinsel gelişimlerini gözlemleyebilirsiniz.
Şuan ilk defa, iş arkadaşlarımdan birinin
çocuğunun mikrobik gelişimini göreceksiniz.
Şimdi göreceğimiz şey ise bir bebeğin kakası
,dışkısal topluluklar,
bağırsağı temsilen
2 buçuk yıl boyunca her hafta numune olarak alındı.
Pekala, 1. günden başlıyoruz.
Bebek bu sarı nokta olarak başlayacak,
gördüğünüz üzere doğma yönteminden de beklendiği gibi
esasen vajinal topluluktan başlıyor.
İki buçuk yıl içinde,
aşağı kısma doğru ilerleyerek,
sağlıklı ve gönüllü yetişkinlerden alınan dışkısal topluluğu andıracak.
Şimdi bu yolculuğu başlatacağım ve nasıl olduğunu göreceğiz.
Unutmayın gördüğünüz her adım 1 haftayı temsil etmektedir.
Gördüğünüz şey çocuğun kakasının haftalık olarak değişimleri.
Haftadan haftaya olan değişimler,
İnsan Mikrobiyomları Projesi grubundaki,
aşağıda görünen kahverengi noktaları temsil eden birbirinden farklı,
sağlıklı insanların haftalık
değişimlerinden daha büyük.
Bebeğin yetişkin kakasına
yaklaştığını görebilirsiniz.
Bu 2 yılı bulur.
İşte burada şaşırtıcı bir şey oluyor.
Bebek kulak enfeksiyonu sebebiyle antibiyotik alıyor.
Göreceli olarak hızlı bir iyileşmenin ardından
toplulukta büyük bir değişim görebilirsiniz.
Sizin için geri saracağım.
Bu birkaç haftanın ardından, çok daha köklü değişimler gözlemliyoruz.
Hızlı bir iyileşmeden önce,
normal gelişiminden birkaç ay daha geriye doğru gidiyor
ve bu arada bebek videonun son bulduğu 838. gününe ulaşıyor.
Gördüğünüz gibi antibiyotik müdahalesine rağmen
bebek yetişkin dışkı topluluğuna ulaştı.
Bu gerçekten çok ilginç
çünkü bir çocuğun yaşamına farklı yaşlarda müdahale ettiğimizde
neler olacağı hakkında temel soruları doğuruyor.
Erkenden yaptığımız şeyler mikrobiyomun hızla değiştiği yerlerde
önemlidir.
Ya da bunu fırtınalı bir denize taş attığımızda,
yuvarlak dalgaların öylece kaybolmasına benzetebilir miyiz ?
Büyüleyici bir şekilde,
bir çocuğa hayatının ilk 6 ayında antibiyotik verirseniz
obez olma olasılığı,
antibiyotiği hiç almamış veya sonradan almış olanlara oranla
daha yüksektir.
Erkenden yaptığımız şeylerin bağırsak mikrobik topluluğunda
ve sonraki yaşamındaki sağlığında derin etkileri olduğunu
yeni yeni anlamaya başlıyoruz.
Bu büyüleyici
çünkü bir gün,
antibiyotiklerin antibiyotiğe dirençli bakteriler üzerindeki etkisinin yanında
,ki onlar çok önemlidir,
aynı zamanda bağırsak mikrobik topluluğumuzuda bozuyor olacaklar
ve böylece bir gün antibiyotiklere Mısırlıların mumya yapmak için
beyni akıtmadan önce onu ezerken kullandıkları ve hala korumakta olduğumuz
metal aletlere yaklaştığımız korkuyla yaklaşacağız.
Mikropların tüm bu önemli fonksiyonlara sahip olduğundan bahsettim
ve aynı zamanda mikroplar geçmiş birkaç yılın ardından
şuanda enflamatuar bağırsak hastalığı,
kalp hastalığı, kolon kanseri ve hatta obezite de dahil olmak üzere
hastalıkların tamamıyla ilişkilendirilmiştir.
Obezitenin etkisi çok geniştir.
Bugün bağırsaklarınızdaki bakterileri inceleyerek
sizin zayıf ya da obez olup olmadığınızı
%90 doğruluk payıyla söyleyebiliriz.
Kulağa etkileyici gelmesine rağmen, medikal bir test olarak biraz problemli
çünkü muhtemelen insanların obez olup olmadıklarını onların
bağırsak mikroplarına bakmadan da söyleyebilirsiniz
ama onların bütün genomlarını sıralasak ve tüm insan DNA'larına sahip olsak bile
hangisinin obez olduğunu %60 doğruluk payı ile tahmin edebiliriz.
Hayret verici, öyle değil mi ?
Bu beraberinizde taşıdığınız 3 pound mikrobun
bazı sağlık şartları konusunda belki de
genomunuzundaki her bir genden daha
önemli olduğu anlamına geliyor.
Farelerde, bundan daha fazlasını yapabiliyoruz.
Farelerde mikroplar çoklu skleroz, depresyon, otizm ve yine obezite gibi
şeylerin de dahil olduğu ilave şartlarla bağlantılıdır.
Peki hastalıklarla bağlantılı olan bu mikrobik farklılıkların
bir sebep ya da sonuç olup olmadıklarını nasıl söyleyebiliriz ?
Yapabileceğimiz şeylerden birisi şu bazı fareleri kendi mikroplarından başka
mikrop bulunmayan mikropsuz baloncuklarında yetiştirebiliriz.
Sonra da önemli olduğunu düşündüğümüz birkaç mikrobu ekleyerek
neler olduğunu görebiliriz.
Eğer obez bir fareden mikroplarını alıp,
kendi mikroplarından başka mikrop olmadan kendi baloncuğunda yaşamış olan
genetik olarak normal bir fareye aktarırsak,
normal bir fareden almış olacağı
mikroplarda gözlemleneceğinden daha şişman olur.
Yine de bunun gerçekleşmesi inanılmaz.
Bazen mikroplar besinleri aynı diyette daha verimli hazmetmelerini sağlıyor
yani yiyeceklerinden daha fazla enerji elde ediyorlar, ama bazen de
mikroplar onların davranışlarını etkiliyor.
Yaptıkları şey normal farelerden daha fazla yemek yemek,
istedikleri kadar yemelerine izin verirsek şişmanlayacaklar.
Dikkate değer değil mi ?
Burada gizlenen şey ise
mikropların memelilerin davranışlarına etki edebildiği.
Bunu türler arasında da yapıp yapamadığımızı
merak ediyor olabilirsiniz.
Obez bir insandan aldığınız mikropları
mikropsuz yetiştirilmiş farelere aktarırsanız
zayıf bir insandan alınmış mikropların vereceği sonuçtan
daha şişman bir hale gelirler.
Ama biz onları bu kilo alma olayından koruyacak mikrobik toplulukları
içeren bir aşı tasarlayabiliriz.
Bunu aynı zamanda yetersiz beslenme içinde yapabiliriz.
Gates Vakfı tarafından bağış yapılan
bir projede,
Malawi'deki protein yetersizliğine ,besin yetersizliğinin daha derin hali,
sahip çocuklara bakıyoruz
ve protein yetersizliği mikrobu topluluğu
içlerine aktarılan fareler
sadece 3 haftada
vücut kütlelerinin %30'unu kaybetti.
Ama klinikteki çocuklarda kullanılanla aynı olan
yerfıstığı yağı esaslı ek gıdalarla
onların sağlığını koruyabiliriz.
ve protein eksikliği olan sağlıklı tek yumurta ikizlerinden
mikrop topluluğunu alan gayet iyiler.
Bu gerçekten inanılmaz
çünkü bizde onları farklı kişilerin bağırsak mikrobik topluluklarıyla
bir grup diğer farenin arasında test ederek,
terapilerine kılavuzluk edebileceğimiz izlenimini uyandırıyor
ve belki de bu terapileri farklı seviyelerde uyarlayabiliriz.
Bence herkesin bu keşfe katılma şansını yakalayabilmesi gerçekten önemli.
Birkaç yıl önce American Gut adında, kendinize bu mikrobik haritada
bir yer seçmenize izin veren projeye başladık.
(American Gut: Bu haritanın neresindesin?)
Bu şimdiye kadar bildiğimiz en kalabalık ve bağış almış proje
-şimdiye kadar 8 bin insan katıldı.
Şöyle ki ; onlar bize numunelerini gönderiyorlar,
mikroplarındaki DNA'ları sıralıyoruz
ve sonuçları onlara geri gönderiyoruz.
Bunları aynı zamanda tanımlanmamış kişilere,
bilim adamlarına, eğitimcilere, halk tarafından ilgi görmüş vb.
insanlara da gönderiyoruz.
Yani her insan bilgilere ulaşabilir.
Diğer yandan,
BioFrontiers Enstitüsü'ndeki laboratuvarımızın
turlarını yaparken, dışkılara bakmak için
robotlar ve lazerler kullandığımızı açıkladığımızda
herkesin bunu bilmek istemediği ortaya çıkıyor.
(Kahkahalar)
Ama tahminimce çoğunuz merak ediyorsunuz.
Bunu kendiniz için denemek istersiniz diye buraya bazı donanımlar getirdim.
Peki neden bunu yapmak istiyoruz ?
Bu, mikroplarımızın sadece sağlık açısından
nerede olduğumuzu saptama konusunda değil
aynı zamanda hastalıkların tedavisinde de bize yardım ettiklerini gösteriyor.
Bu Minnesota Üniversitesindeki
iş arkadaşlarımla hayal edebildiğimiz
en yeni şeylerden birisi.
İşte yeniden İnsan mikrobiyomunun haritası.
Buraya C. diff. (kalın bağırsak bakterisi) bakterisini barındıran insanlardan
bir topluluk ekleyeceğim.
Bu ishalin korkun bir hal almış şeklidir. Günde 20 sefer kadar lavaboya gidersiniz.
Bu insanlar test için uygun hale gelmeden önce
2 yıl süreli bir antibiyotik tedavisinde başarılı olamamış.
Peki, sağlıklı vericiden alınan dışkının bir kısmını
,en alttaki yıldız,
hastalara aktarsak ne olurdu ?
İyi mikroplar kötü mikroplarla savaşıp, onların sağlığını korur muydu ?
Haydi ne olurmuş görelim !
Hastalardan dördü sağlıklı vericiden aktarma yapmak istiyorlar
ve hemen sonra gördüğümüz şey ise
bağırsak topluluğundaki köklü değişim oluyor.
Yani bu aktarmayı yaptıktan bir gün sonra,
tüm belirtiler temizlenir,
ishal ortadan kalkar,
hastalar artık tamamen sağlıklıdır,
sağlıklı vericinin topluluğuna katılırlar
ve orada kalırlar.
(Alkış)
Şuan keşfin henüz başlangıcındayız.
Mikropların inflamatuvar bağırsak hastalığından obeziteye kadar
ve belki de otizm ve depresyon da dahil olmak üzere,
tüm bu değişik türdeki hastalıklarda gizli etkileri olduğunu yeni keşfediyoruz.
Yine de yapmamız gereken şey,
o an nerede olduğumuzu bilmediğimizde,
aynı zamanda gitmek istediğimiz yeri
ve oraya ulaşmak için ne yapmamız gerektiğini gösterebilecek olan bir çeşit
mikrobik GPS cihazı geliştirmektir
ve bu cihazı bir çocuğun kullanabileceği kadar basit yapmalıyız.
(Kahkahalar)
Teşekkürler.
(Alkış)