Роб Найт Нашите микроби ни правят това, което сме TED Talk Субтитри и TED транскрипция

Ние хората винаги сме били загрижени за здравето си, но не винаги сме разбирали какво е важно. Египтяните например се грижели за органите, вярвайки, че те са полезни в отвъдното, но някои пропуснали. Този например. Въпреки че внимателно запазиха стомаха, белите дробове, черния дроб и т.н., те нарязаха мозъка, извадиха го през носа и го изхвърлиха. Правилно, защото какво велико нещо прави мозъкът за нас? Но какво, ако това беше друг пренебрегван орган, толкова важен като мозъка и някъде също толкова важен за това кои сме, но за когото знаем толкова малко и към когото се отнасяме безразлично? Представете си, че с напредъка на науката ние едва започваме да разбираме нейното значение в начина, по който възприемаме себе си. Не бихте искали да знаете повече за него?

Изглежда, че имаме такъв орган. Черво. Всъщност микробите в червата. Не са важни само чревните микроби. Микробите в цялото ни тяло изглеждат изключително важни за разликите, които характеризират всеки един. Например забелязали сте, че някои ухапват комари по-често от други?

Това анекдотично преживяване на зелената трева е вярно. Ухапват ме и комари, но съпругата ми Аманда привлича рояци и причината са различни микроби по кожата ни, които произвеждат различни вещества, които комарите откриват.

Микробите са много важни в медицината. Чревните микроби могат да направят някои болкоуспокояващи токсични за черния дроб. Те също могат да накарат вашите сърдечни лекарства да решат проблема ви или не. Ако сте оцетен комар, вашите микроби ще определят с кого искате да правите секс. Не знаем дали това е вярно за хората, но може би е просто въпрос на време. (Смях)

Микробите имат много роли: те ни помагат да смиламе храната, да образоваме имунната ни система, да ни защитават от болести и дори могат да повлияят на поведението ни. Как изглежда карта на тези микробни общности? Не би изглеждало така, но е полезно ръководство за разбиране на биологичното разнообразие. Различните части на света имат различни пейзажи от организми, които са характерни за едно или друго място. или друг. В микробиологията това е приблизително еднакво, въпреки че, честно казано, всички са еднакви под микроскопа. Вместо да се опитваме да идентифицираме визуалното, ние анализираме ДНК последователностите. В проекта за човешки микробиом, финансиран от NIH на стойност 173 милиона долара, стотици изследователи си сътрудничат при картографирането на нуклеотиди в ДНК: A, T, G и C, принадлежащи на всички микроби в човешкото тяло. Когато се присъединим към тях, изглежда така. Малко по-трудно е да се разбере кой къде живее, не?

Сигурно сте чували, че имаме почти идентични ДНК структури. Вашата ДНК е 99,99% идентична с тази на човека до вас. Но що се отнася до чревните микроби, приличате само на 10% на съседния. Разликата е като между бактериите в тази прерия и тези в тази гора. Тези различни микроби имат много различни функции като:

храносмилане, начало на заболяването, метаболизъм на лекарства и др. Как правят всичко това? Отчасти защото, въпреки че имаме около 1,35 кг микроби в червата, те ни превъзхождат. Колко? Зависи от това, което според вас формира човешкото тяло. Състои ли се от нашите клетки? Всеки от нас има 10 трилиона клетки, но съхраняваме 100 трилиона микроби. Така че те са 10 пъти повече от нас. Може би си мислите, че сме хора заради нашата ДНК, но всеки от нас има около 20 000 гена - в зависимост от точните числа - и между 2 и 20 милиона микробни гени. Така или иначе, ние сме повече от микробите, с които живеем в симбиоза. Оставяме следи, които съдържат както човешка, така и микробна ДНК върху всичко, до което се докоснем. В проучване преди няколко години показахме, че можете да свържете дланта си с нечия мишка с 95% точност. За него беше писано преди няколко години в научно списание, но се появи в „ОНД: Маями“, така че определено е вярно. (Смях) Откъде вземаме микроби?

Ако имате деца или кучета като мен, вероятно имате някои подозрения. И така е. Точно както ви свързваме с мишката, можем да ви свързваме с вашето куче. При възрастните микробните общности са относително стабилни. Ако живеете с някого, запазвате микробната си идентичност в продължение на седмици, месеци и дори години. Първите микробни общности зависят от това как сме родени.

Бебетата, родени по естествен път, имат микроби във вагиналната микробна общност, докато родените чрез цезарово сечение имат микроби, подобни на тези на кожата. Свързвайки това със заболяванията, свързани с цезарово сечение: астма, алергии и по-често затлъстяване, - всички те са свързани с микроби - особено след като доскоро всеки оцелял бозайник се е родил през влагалището, заключаваме, че липсата на защитни микроби, с които ние сме еволюирали може да бъде от решаващо значение, защото много от тези състояния, които сега знаем, са свързани с микробиома. Преди няколко години дъщеря ми се роди чрез спешно цезарово сечение,

и се уверихме, че тя е защитена от слоя вагинални микроби, които би получила по естествен път. Трудно е да се оцени точният ефект върху нейното здраве. С извадката, състояща се от едно дете, колкото и да я обичаме, нямате достатъчно информация, за да можете да изведете общия случай. Той е на 2 години и все още няма ушна инфекция и се надяваме, че няма. Започнахме клинични проучвания с деца, за да видим дали това има защитен ефект. Начинът, по който се раждаме, има огромен ефект върху микробите, които имаме,

но какво се случва след това? Ето карта с данни, предоставени от Human Humanbio Project. Всяка точка е проба от една и съща област от тялото на 250 здрави възрастни. Виждали сте как децата се развиват физически и психически. Сега ще видите микробното развитие на детето на колега. Анализирахме чревната флора в изпражненията на това дете, вземайки проби седмично в продължение на 2 години и половина. Първи ден: бебето е представено от тази жълта точка. Вижда се, че започва с вагинални микроби, както е нормално след естествено раждане. След 2 години и половина точката ще слезе на дъното и ще наподобява чревната флора на здрави възрастни, представени там. Пуснах го да види какво ще стане. Ще забележите - имайте предвид, че всяка стъпка е седмица -

че разликите от една седмица до друга в чревната флора на това дете са по-големи от разликите между здрави възрастни според данните от Human Microbiome Project, представени от кафявите точки по-долу. На 2-годишна възраст започва да наподобява чревната флора на възрастните. Сега предстои нещо невероятно. Детето получава антибиотици за ушна инфекция. В общността има огромна промяна, последвана от доста бързо възстановяване. Ще възобновя. Само след няколко седмици имаме по-радикална промяна, регресия в нормалното развитие, последвана от доста бързо възстановяване. На 838 ден - в края на този клип - изглежда като нормална чревна флора за възрастни, въпреки намесата с антибиотици. Това повдига основни въпроси за случващото се

когато се намесваме на различни възрасти в живота на детето. Има ли значение какво правим в много млада възраст, когато флората се променя бързо, или е като да хвърлиш камък в завихрящо се море и вълните дори не се виждат? Ако давате антибиотици на дете през първите 6 месеца от живота, то е по-склонно към затлъстяване, отколкото ако ги давате по-късно. Така че това, което се случва много рано, може да окаже голямо въздействие върху микробната флора и върху последващото здраве, с ефекти, които ние едва започваме да разбираме. В допълнение към основния ефект на антибиотиците върху резистентните бактерии, ние можем да открием, че те разграждат екосистемата на чревната флора и да ги гледаме със същия ужас като металните инструменти, с които египтяните са докосвали мозъка, за да го премахнат преди балсамиране. Микробите имат тези важни функции едва през последните години

Те са свързани с широк спектър от заболявания: болест на Crohn, сърдечни заболявания, рак на дебелото черво и дори затлъстяване. Затлъстяването има важни ефекти и днес можем да кажем с 90% точност, ако сте твърде слаби или затлъстели, само след микробите в червата. Макар и впечатляващо, то няма стойност като медицински тест, защото виждате кой е със затлъстяване, без да знаете какви чревни микроби има. И ако направим пълна последователност на техния геном с цялата им ДНК, точността е само 60%. Удивително, нали? Това може да означава, че 1,3 кг микроби, които носите със себе си, са по-важни при определени условия от всеки ген в ДНК. Можем да разберем повече за мишките.

При мишките микробите са свързани с всякакви състояния, включително: множествена склероза, депресия, аутизъм и затлъстяване. Как да разберем дали микробните различия, свързани с тези състояния, са причина или следствие? Можем да отглеждаме мишки без собствени микроби в стерилен балон. След това добавяме някои микроби, които смятаме за важни, и виждаме какво се случва. Когато вземем микробите на затлъстела мишка и ги трансплантираме на генетично нормална, отгледана в балон без собствени микроби, тя става по-дебела, отколкото ако вземем микробите от нормална мишка. Удивително е защо това се случва. Понякога микробите им помагат да усвояват една и съща храна по-ефективно, което означава, че поемат повече енергия от храната, но друг път това се отразява на поведението им: ядат повече от обикновена мишка, така че наддават на тегло само ако им позволим да ядат толкова, колкото искат. Важно е, не?

Оказва се, че микробите могат да повлияят на поведението на бозайниците. Чудите се дали можем да направим това и между различни видове. Ако вземем микробите на затлъстел човек и ги трансплантираме на стерилни отгледани мишки и тогава мишките наддават повече, отколкото ако микробите произхождат от слаб индивид. Можем да създадем микробна общност, която да инокулираме, за да предотвратим наддаване на тегло. Можем да направим това и при недохранване.

В проект, финансиран от Фондация „Гейтс“, ние проучихме деца в Малави, които страдат от квашиоркор - екстремна форма на недохранване - и мишките, които получават типичната флора на това заболяване, губят около 30% от теглото си само за три седмици, но ние възстановяваме здравето им, като използваме същата добавка с фъстъчено масло, която се използва за деца в клиниката, и мишки, които получават флората на еднояйчните близнаци на болното дете, нямат нищо. Това е фантастично, защото това означава, че ще можем да насочваме терапиите, изучавайки ги в цели групи мишки с чревната флора на индивиди и може би дори ще можем да индивидуализираме терапиите. Мисля, че е важно всички да участват в това откритие.

Преди няколко години стартирахме проекта American Gut, който ви позволява да заявите място на микробната карта. Това е най-големият социално финансиран научен проект. Вече са се регистрирали над 8000 души. Те изпращат своите проби, ние секвенираме техния микробен геном и им изпращаме резултатите. Също така ги изпращаме деидентифицирани на изследователи, учители и заинтересованата общественост, така че всеки да има достъп до информация. От друга страна, когато имаме посетители в лабораторията на BioFrontiers Institute, на които обясняваме, че използваме роботи и лазери, за да изследваме каката, изглежда, че не всеки иска да знае. (Смях) Мисля обаче, че много от вас искат, затова донесох няколко комплекта със себе си, които можете да опитате, ако се интересувате. Защо искаме да направим това?

Нашите микроби са важни, за да разберат как сме здрави, но дори могат да лекуват болести. Това е едно от най-новите неща, които съм виждал от колегите си от университета в Минесота. Ето отново картата на човешкия микробиом. Добавям микробната флора на някои индивиди, които страдат от псевдомембранозен колит. Това е ужасна форма на диария, при която излизате в W.C. 20 пъти на ден. При тези пациенти лечението с антибиотици е неуспешно в продължение на 2 години, докато не станат допустими за това проучване. Какво ще стане, ако трансплантираме фекални вещества от здрав донор, долната звезда, на тези пациенти? Ще се борят ли добрите микроби с лошите и ще възстановят ли здравето на пациентите? Да видим какво ще стане там. 4 пациенти ще получат трансплантация от здравия донор по-долу. Чревната общност се променя радикално, незабавно. В деня след трансплантацията симптомите изчезват, диарията изчезва и пациентите са здрави, с общност, подобна на тази на донора, която остава стабилна. (Ръкопляскания) Ние сме в началото на тези открития.

Едва сега откриваме, че микробите участват в различни заболявания: от синдром на раздразнените черва до затлъстяване и може би от аутизъм до депресия. Трябва обаче да направим един вид микробен GPS, който отчита текущата ситуация и желания резултат и какво трябва да направим, за да го получим. Трябва да го направим достатъчно просто, за да може детето да го използва. (Смях) Благодаря ви. (Ръкопляскания)