Americkí genetici dosiaľ najpodrobnejšie zmapovali jednobunkové mikróby, predovšetkým baktérie, ktoré v obrovskom počte obývajú povrch ľudského tela.
Pokožka patrí k prvým líniám obrany nášho organizmu voči infekcii i poraneniu. Riadna funkcia pokožky však vyžaduje jemne vyladenú rovnováhu medzi jej bunkami a miliónmi baktérií a iných mikróbov, ktoré k nej priliehajú jednotlivo, v skupinách i celých kolóniách.
Dosiaľ najpodrobnejší pohľad na mikrobióm pokožky - súhrn DNA čiže genómov všetkých mikróbov na nej - teraz predložil tím vedcov z Národného ústavu pre výskum ľudského genómu (NHGRI) a Národných ústavov zdravia (NIH) v Bethesde (štát Maryland, USA).
Trinásťčlenný tím viedla Julia Segreová, prvou autorkou článku v časopise Science je Elizabeth Griceová, obe z NHGRI. Jeden člen bol kolektívny, skupina programu porovnávacieho sekvenovania v stredisku NIH pre sekvenovanie DNA.
Pestrejšia paleta
Základné zistenie: Ľudskú pokožku obýva pestrejšia paleta baktérií, ako si zatiaľ vedci a lekári mysleli. Rozmanitosť týchto baktérií však prinajmenšom v prípade zdravých ľudí závisi na mieste tela. Baktérie z rovnakých miest tela dvoch ľudí sú si podobnejšie ako baktérie z rôznych miest tela tej istej osoby.
Umožnilo ho využitie najprogresívnejšej technológie sekvenovania DNA a výkonnej počítačovej analýzy. Vedci takto zachytili rozmanitejší súbor mikróbov ako pri tradičnej kultivácii mikrobiálnych vzoriek v Petriho miskách.
Zdrojom pre sekvenovanie boli vzorky odobraté z celkove dvadsiatky miest na telách desiatich zdravých dobrovoľníkov. Podľa členky tímu Marie Turnerovej z NIH ich vybrali aj na základe náchylností k určitým kožným chorobám, za ktorými lekári už dávno tušia mikróby.
Z DNA vyťaženej zo vzoriek bádatelia sekvenovali gény 16S ribozomálnej RNA, markéru baktérií. Získali 112 tisíc sekvencií. Vyšlo im, že predmetné baktérie patrili do 19 rôznych kmeňov a 205 rôznych rodov. Presný počet bakteriálnych druhov ani nestanovili. Rozmanitosť na tejto úrovni však vysoko prekročila očakávania.
(Samozrejme treba mať na pamäti, že používanie klasickej zatrieďovacej terminológie organizmov vo svete mikróbov, osobitne baktérií, ktoré si často priamo vymieňajú gény, je podmienečné.)
Kultúry baktérií z ľudskej pokožky. Zdanlivo jednotvárne, v skutočnosti mimoriadne pestrý svet.
Julia Segre
Mikrobiogeografia ľudského tela
Bakteriálne najrozmanitejšie je predlaktie s priemerne 44 druhmi, najmenej rozmanití je záušie s priemerne 19 druhmi. Zvolených 20 miest, odkiaľ boli vzorky, predstavuje tri základné mikroprostredia: mastné, vlhké a suché.
Do prvého z nich patria obočie, okolie nosa, vnútro ucha, zadná časť vlasatého úseku hlavy a horné časti hrude a chrbta. Do druhého vnútro ucha, podpazušie, vnútorný lakeť, kožné záhyby na styku prostredníka a prsteníka, slabiny, horná časť sedacieho svalu, zadná časť kolena, spodok chodidla a pupok. A napokon do tretieho vnútro strednej časti predlaktia, dlaň a zvyšok sedacieho svalu.
Najrozmanitejšie kombinácie mikróbov obývajú suché a vlhké miesta pokožky. Mastné miesta sa vyznačujú najrovnorodejšou zmesou mikróbov.
Tím Julie Segreovej sa pokúsil získať aj prvé poznatky o eventuálnej premennosti rozloženia mikróbov. Niektorým dobrovoľníkom preto odobrali vzorky dvakrát, v odstupoch štyroch až šiestich mesiacov. Ukázalo sa, že väčšinou sú po tejto stránke stále viac podobní sebe samým ako iným dobrovoľníkom. Miera podobnosti ale závisela na mieste tela. Najmenej sa im v medzičase zmenili mikrobiálne pomery v nose a uchu, najviac vzadu na kolene.
Genetické mapovanie mikróbov pokožky prinieslo aj nové poznatky o nebezpečných, neraz život ohrozujúcich baktériách druhu Staphylococcus aureus, označovaných MRSA, ktoré odolávajú silnému antibiotiku meticilín. Veľký podiel ľudí ich má v nose. Teraz sa zistilo, že podobné sa nachádzajú aj v kožných záhyboch vedľa nosa.
Schéma rozloženia baktérií na ľudskom tele. Vedľa každého miesta sú koláčové diagramy, znázorňujúce zastúpenie veľkých bakteriálnych skupín (legenda je vľavo hore).
Ilustrácia: Julia Segre
Kladivo na kožné trápenia
„Položili sme základy pre výskumníkov, ktorí pracujú na vývoji nových a lepších stratégií liečby a prevencie kožných chorôb," povedala Julia Segreová. „Získané údaje sú voľne k dispozícii vedcom na celom svete. Dúfame, že to urýchli snahy pochopiť zložité genetické a environmentálne faktory, ktoré sa podieľajú na ekzémoch, psoriáze, akné, voči antibiotikám odolných infekciách a mnohých ďalších chorobách pokožky," doplnila.
„Naše výsledky podčiarkujú, že pokožka je domovom spoločenstiev kypiaceho mikrobiálneho života, ktoré môžu významne ovplyvňovať ľudské zdravie," povedala Elizabeth Griceová.
Genetický prieskum mikróbov na našej pokožke predstavuje integrálnu súčasť širšieho Projektu ľudského mikrobiómu (Human Microbiome Project, HMP), ktorý NIH nedávno oficiálne zahájili. HMP sa popri mikróboch pokožky sústreďuje na ich náprotivky v nose, ústach, tráviacej sústave a vo vagíne.
Hlavné zdroje: Science z 29. mája 2009; Komuniké NIH/NHGRI z 28. mája 2009.
