Mikroplarımız nasıl bizi olduğumuz kişiler yapar

Rob Knight, insan mikropları yani vücudumuzun içinde yaşayan ve sağlımız konusunda muazzam - geniş ve keşfedilmemiş- rollere sahip olan küçük, tek hücreli canlı toplulukları hakkındaki çalışmanın öncüsüdür. "Kendinizle beraber etrafınızda taşıdığınız 3 pound mikrop belki de genomunuzda taşıdığınız her bir genden çok daha önemlidir." diyor. Neden böyle dediğine bir bakın.

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)