Τα μικρόβια του εντέρου ακολούθησαν τους ανθρώπους που μετανάστευαν σε όλες τις ηπείρους, σύμφωνα με νέα μελέτη

Ο λαός Χάτζας είναι κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες που περιπλανιούνται στη βόρεια Τανζανία για χιλιάδες χρόνια.

Οι αυτόχθονες Τσιμάνες ζωοτροφές, ψάρια και κυνήγι στον Αμαζόνιο της Βολιβίας, περίπου 7.000 μίλια μακριά.

Αυτές οι δύο αγροτικές κοινότητες, που τις χωρίζει ένας ωκεανός, μπορεί να φαίνεται ότι έχουν λίγα κοινά. Ωστόσο, μια νέα μελέτη δείχνει ότι μοιράζονται αξιοσημείωτες ομοιότητες όσον αφορά τα βακτήρια στα έντερα τους.

Για ιστορίες ζωής στον μεταβαλλόμενο κόσμο μας, εγγραφείτε εδώ στο παγκόσμιο ενημερωτικό δελτίο υγείας.

Οι ειδικοί λένε ότι το νέο έγγραφο στο περιοδικό Φύση υποδηλώνει ότι αυτή η μικροβιακή συγγένεια μπορεί να έχει διαμορφωθεί εδώ και πολύ καιρό, πριν η ανθρώπινη μετανάστευση χωρίσει τους προγόνους αυτών των ομάδων.

Η μελέτη, η οποία βασίστηκε σε δείγματα κοπράνων και από τις δύο ομάδες, έδειξε επίσης ότι τόσο τα μικροβιώματα Hadza όσο και Tsimane ήταν σημαντικά διαφορετικά από τους κατοίκους της πόλης, ακόμη και από αυτούς που ζούσαν κοντά.

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι ορισμένα στελέχη βακτηρίων του εντέρου συνυπάρχουν από καιρό με τον άνθρωπο, πιθανώς προς αμοιβαίο όφελος. Είναι μια ιδέα που ορισμένοι επιστήμονες λένε ότι εγείρει ερωτήματα σχετικά με τις επιπτώσεις της απώλειας αυτών των μικροβίων στον σύγχρονο τρόπο ζωής.

«Αν κατοικούσαμε από πολύ παρόμοια μικρόβια για μεγάλο χρονικό διάστημα, υποδηλώνει ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα μπορεί να περιμένει ένα συγκεκριμένο σύνολο μικροβίων και λειτουργιών», λέει ο Τζάστιν Σόνενμπουργκ, καθηγητής μικροβιολογίας και ανοσολογίας στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ και επικεφαλής της μελέτης. «Όταν αρχίσετε να χάνετε τη βιοποικιλότητα στο έντερό σας, μπορεί να υπάρχουν μεγάλα προβλήματα για την ανθρώπινη βιολογία σας στα οποία πρέπει να προσαρμοστεί και να προσαρμοστεί».

Άλλοι ερευνητές που δεν σχετίζονται με το έγγραφο λένε ότι η υπόθεση είναι ενδιαφέρουσα, αλλά δεν έχει ακόμη αποδειχθεί – και ότι ίσως υπάρχει ένας λόγος που αυτά τα μικρόβια τείνουν να μην εμφανίζονται στα έντερα των κατοίκων των πόλεων.

«Μια άλλη εναλλακτική είναι ότι το βιομηχανοποιημένο προφίλ μικροβιώματος μπορεί πραγματικά να προσαρμοστεί σε έναν βιομηχανοποιημένο τρόπο ζωής», λέει Andrew Moellerαναπληρωτής καθηγητής εξελικτικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Πρίνστον. «Από την άποψη της υγείας, είναι καλό ή επιβλαβές το γεγονός ότι οι βιομηχανοποιημένοι άνθρωποι έχουν χάσει πολλά προγονικά μικροβιακά είδη [groups]? Στην πραγματικότητα δεν ξέρουμε».

Η τεκμηρίωση του τι έχει κρατηθεί και χαθεί είναι ένα βήμα προς την επίγνωση αυτού, λέει.

Μικρόβια έκαναν ωτοστόπ στους μετανάστες ανθρώπους

Ο Sonnenburg είχε προηγουμένως αντιπαραβάλει τα μικροβιώματα του Hadza με αυτά των βιομηχανοποιημένων ανθρώπων. Αυτός και οι συνάδελφοί του ήθελαν να συγκρίνουν αυτές τις δύο κοινότητες μεταξύ τους. «Ζουν έναν τρόπο ζωής που μοιάζει πολύ περισσότερο με τον τρόπο ζωής που ζούσαν οι πρόγονοί μας, και επομένως είναι πιο φιλόξενοι για τα μικρόβια που παραδόθηκαν από πολλές γενιές κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης εξέλιξης», λέει ο Sonnenburg.

Ωστόσο, η σημαντική επικάλυψη ήταν «σοκαριστική», λέει. Κατά τη σύγκριση του γενετικού υλικού σε δείγματα κοπράνων από δεκάδες άτομα που συνέλεξε η Tsimane Health and Life History Projectμε προηγούμενη ανάλυση από την κοινότητα Hadza, ο Sonnenburg και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι είχαν περίπου 1.200 από τα ίδια βακτηριακά είδη που ζούσαν στα έντερά τους – μια επικάλυψη σχεδόν 90%.

Σε ένα τυπικό μικροβίωμα του εντέρου, εκατοντάδες έως χιλιάδες είδη αλληλεπιδρούν μεταξύ τους – κυρίως βακτήρια, μαζί με μερικούς μύκητες και ιούς. «Τα μικρόβια μας βοηθούν να αφομοιώσουμε τα τρόφιμα στο έντερό μας, εκκρίνοντας μόρια που απορροφώνται στην κυκλοφορία του αίματος», λέει ο Sonnenburg. «Και το αίμα μας, φυσικά, κυκλοφορεί σε όλο το σώμα μας».

Τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν τις διαθέσεις, τη συμπεριφορά και την απόκριση του σώματος στις λοιμώξεις, επηρεάζοντας θεμελιώδη μέρη της βιολογίας και της υγείας, προσθέτει.

Τα μικροβιώματα είναι δυναμικά – που σημαίνει ότι μπορούν επίσης να αλλάξουν γρήγορα, ανάλογα με τα τρόφιμα που τρώμε και τα φάρμακα που παίρνουμε.

Είναι λοιπόν αξιοσημείωτο ότι οι Χάτζα και οι Τσιμάνε – απομονωμένες κοινότητες που ζουν πολύ μακριά, τρώνε διαφορετικά λαχανικά, ψάρια και κρέατα – έχουν βακτήρια του εντέρου που είναι σχεδόν τα ίδια, λέει ο Sonnenburg.

Αυτός και οι συνάδελφοί του πιστεύουν ότι το κοινό μικροβιακό προφίλ των ανθρώπων Hadza και Tsimane ανάγεται στους κοινούς προγόνους τους στην Αφρική, πριν από μερικούς από αυτούς τους ανθρώπους εγκατέλειψε την ήπειροπέρασε από την Ευρασία και διέσχισε μια χερσαία γέφυρα που κάποτε ένωνε τη Ρωσία με την Αλάσκα και τελικά εγκαταστάθηκε στον Αμαζόνιο της Βολιβίας. Αργότερα, καθώς ανέβαινε η στάθμη της θάλασσας, η γέφυρα της ξηράς εξαφανίστηκε.

«Μόλις έφυγε η γέφυρα ξηράς, είχαμε μια σαφή εικόνα ότι θα ήταν πολύ δύσκολο για αυτούς να ανταλλάξουν βακτήρια του εντέρου μέσω παραδοσιακών μέσων ανθρώπινης επαφής», λέει. Είμαι καλόςθεωρητικός βιοφυσικός στο Stanford και συν-συγγραφέας της μελέτης.

Χρησιμοποιώντας τεχνικές χρονολόγησης που βασίζονται στους ρυθμούς με τους οποίους αλλάζουν τα βακτήρια, προσδιόρισαν ότι κατά μέσο όρο, τα μικροβιακά στελέχη πιθανότατα είχαν κοινό πρόγονο πριν από περίπου 17.000 χρόνια – με μερικά που χρονολογούνται πολύ πιο πίσω. λέει.

Άλλοι ερευνητές συμφωνούν ότι τα ευρήματα υποστηρίζουν την ιδέα ότι μεγάλα τμήματα του μικροβιώματος του εντέρου μετανάστευσαν με τους ανθρώπους – και πιθανότατα εξελίχθηκαν και μαζί τους.

«Εάν τα βακτήρια και οι άνθρωποι είχαν μια κοινή ιστορία για πολλές, πολλές γενιές, υπάρχουν περισσότερες ευκαιρίες για επιλογή», ​​λέει Taichi Suzukiεπίκουρος καθηγητής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα που δεν σχετίζεται με αυτήν την εργασία, ο οποίος διεξάγει έρευνα μικροβιώματος. «Θα περιμέναμε περισσότερες πιθανές εξαρτήσεις μεταξύ τους [the co-evolved] τα μικρόβια του εντέρου και το δικό μας γονιδίωμα, βασικά».

Πώς αναπτύσσεται το μικροβίωμα

Τα μωρά γεννιούνται με ένα μικροβίωμα λευκής πλάκας και αρχίζουν να αποκτούν βακτήρια του εντέρου αμέσως.

«Πρώτα παίρνουμε τα μικρόβια μας από το κολπικό κανάλι της μητέρας μας, το δέρμα της μητέρας μας», λέει η Suzuki στην Πολιτεία της Αριζόνα, «Μετά καθώς αναπτύσσουμε, λαμβάνουμε μικρόβια κυρίως από άλλα άτομα του νοικοκυριού και της κοινότητας».

Αυτή η μετάδοση από άνθρωπο σε άνθρωπο συμβαίνει μέσω της κοπράνων-στοματικής οδού – κατάποση μικροσκοπικά σωματίδια του κακού στον αέρα και της σκόνης – και εξυπηρετεί τη σημαντική λειτουργία της μετάδοσης μικροβίων που είναι ειδικά για τον άνθρωπο, λέει ο Moeller στο Πρίνστον. «Κάτι που μπορεί να το κάνει λιγότερο αηδιαστικό είναι να συνειδητοποιήσεις πόσο μικροσκοπικά είναι αυτά τα πράγματα», λέει, «Είναι ένα μικρόνιο ή λιγότερο σε μήκος και καταρχήν, χρειάζεται μόνο ένα κύτταρο για να βρεις έναν νέο πληθυσμό».

Το έντερο συλλαμβάνει επίσης γενικά μικρόβια που υπάρχουν στο περιβάλλον με την κατάποση τροφής, χώματος και νερού, λέει ο Moeller. Για παράδειγμα, Ε. coli Ένα βακτήριο που βρίσκεται σε πολλά μέρη και ευδοκιμεί στα σώματα των ανθρώπων και πολλών ζώων.

Μερικοί ερευνητές υποθέτουν ότι τα μικρόβια που έχουν συνεξελιχθεί με τον άνθρωπο μπορεί να βοηθήσουν στην προστασία της ανθρώπινης υγείας – ή τουλάχιστον να κάνουν λιγότερη βλάβη. Για παράδειγμα, σε μια μελέτη περίπτωσης, άτομα με Αφρικανική καταγωγή έχουν βρεθεί ότι έχουν πολύ μικρότερο κίνδυνο να αρρωστήσουν σοβαρά από ένα αφρικανικό στέλεχος ελικοβακτηρίδιο του πυλωρούπιθανώς επειδή το γονιδίωμά τους αναπτύχθηκε παράλληλα με τα βακτήρια, σε σύγκριση με εκείνα άλλων προγόνων που είναι επιρρεπείς στην ανάπτυξη ενός θανατηφόρου καρκίνου του στομάχου. Είναι ένα παράδειγμα που δείχνει τις πιθανές βλάβες μιας αναντιστοιχίας μεταξύ των μικροβίων του εντέρου και του ανθρώπινου γονιδιώματος, λέει η Suzuki.

Περίπου το 60% των μικροβίων του εντέρου που μοιράζονται οι άνθρωποι Χάτζα και Τσιμάνε είναι σπάνια ή απουσιάζουν από τα έντερα των ανθρώπων που ζουν σύγχρονη, βιομηχανοποιημένη ζωή, σύμφωνα με την εφημερίδα. «Τα μικρόβια που κατοικούν στο έντερό μου είναι πολύ απίθανο να είναι τα μικρόβια που παραδόθηκαν από γενιά σε γενιά από τους προπάππους μου», λέει ο Sonnenburg, ο συν-συγγραφέας του Στάνφορντ. «Είναι πολύ πιο πιθανό να είναι προϊόν του τρέχοντος τρόπου ζωής μου και των ανθρώπων με τους οποίους έχω αλληλεπιδράσει σε τοπικό επίπεδο».

Πιστεύει ότι η απώλεια αυτών των προγονικών μικροβίων μπορεί να βλάψει την ανθρώπινη υγεία. Ενώ η απόδειξη της αιτιώδους συνάφειας είναι δύσκολη, “πολλά από τα βέλη δείχνουν προς την ίδια κατεύθυνση, ότι το σύγχρονο μικροβίωμα μας έχει αλλάξει με τρόπους που μπορεί να διαδίδουν φλεγμονή, μπορεί να είναι ανθυγιεινό για εμάς και να οδηγούν σε φλεγμονώδεις ασθένειες”, λέει ο Sonnenburg.

Θα χρειαστεί πολλή επιστημονική εργασία για την απόδειξη ή την απόρριψη της θεωρίας. «Όσον αφορά τα εξελικτικά ερωτήματα όπως, ποιο από [these] με μικρόβια έχουμε συνεξελιχθεί; Ποιες από αυτές χάσαμε που θα ήταν ωφέλιμο να ανακτήσουμε; Είναι ακόμη νωρίς για αυτή τη γραμμή ερωτήσεων», λέει ο Moeller στο Princeton.

Ωστόσο, προσθέτει, ο προσδιορισμός ποια βακτήρια του εντέρου ήταν με τους ανθρώπους για μεγάλο χρονικό διάστημα βοηθά να προχωρήσει το πεδίο προς τα εμπρός.