Beykozlu
New member
Vücudumuz yüzlerce, binlerce mikrop türüne ev sahipliği yapar – kimse mühlet değildir. Bu, sözde insan mikrobiyomu hakkındaki birçok gizemden sadece biri.
İç ekosistemimiz patojenleri savuşturur, yiyecekleri sindirmeye yardımcı olur ve hatta davranışları etkileyebilir. Ancak bilim adamları henüz hangi mikropların neyi veya nasıl yaptığını tam olarak çözebilmiş değil. Birçok çalışma, birçok türün mikrobiyomun her işini yapmak için birlikte çalışması gerektiğini öne sürüyor.
Mikropların sağlığımızı nasıl etkilediğini daha iyi anlamak için bilim adamları, insan vücudunda doğal olarak bulunan 119 bakteri türünü birleştirerek ilk kez sentetik bir insan mikrobiyomu oluşturdular. Araştırmacılar, kendilerine ait bir mikrobiyomu olmayan farelere bir karışım verdiğinde, bakteri suşları kendilerini kurdu ve sabit kaldı – bilim adamları diğer mikropları tanıttığında bile.
Yeni sentetik mikrobiyom, agresif patojenlere bile dayanabilir ve farelerin tam bir mikrobiyomun yaptığı gibi sağlıklı bir bağışıklık sistemi geliştirmesine neden olabilir. Bulgular Salı günü Cell dergisinde yayınlandı.
Mikrobiyomun daha iyi anlaşılması, potansiyel olarak bir dizi hastalığı tedavi etmenin güçlü bir yolunu sağlayabilir. Doktorlar zaten mikrobiyomu Clostridium difficile bakterisinin yaşamı tehdit eden bağırsak enfeksiyonlarını tedavi etmek için kullanabilirler. Sadece sağlıklı bir donörden dışkı nakletmeleri gerekiyor ve enfeksiyon genellikle ortadan kalkıyor.
Yeni çalışmayı yöneten Stanford Üniversitesi’nden gastroenterolog Dr. Alice Cheng, “Şaşırtıcı derecede iyi çalışıyor” dedi.
Dr. Cheng ve meslektaşları artık her bir mikropun rolü hakkında bilgi edinmek için yeni sentetik mikrobiyomu kullanabilirler; bu bilgi, doktorların diğer rahatsızlıklarla mücadele etmesine yardımcı olabilir. Örneğin, bilim adamları laboratuarda 119 türden 118’lik bir kokteyli karıştırabilir ve daha sonra değiştirilmiş mikrobiyomun farelerin sağlığını nasıl etkilediğini görebilirler.
Araştırmaya dahil olmayan Pennsylvania Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden gastroenterolog Dr. Gary Wu, “Bir süredir çok ihtiyaç duyulan bir şey” dedi.
Her birimiz yaklaşık 30 trilyon mikrop barındırırız, bu da aşağı yukarı kendi hücrelerimizle aynı sayıdadır. Ancak bakteriler çok daha küçük olduklarından, ağırlığımızın sadece birkaç kilosunu oluştururlar.
Bacteroides thetaiotaomicron, faydalı bir bağırsak mikrobu. Kredi… Mao Taketani
21. yüzyıldan önce, insan mikrobiyomu hakkında bilinenlerin çoğu, araştırmacıların bir petri kabında yetiştirmeyi başardığı birkaç türden geliyordu. 2000’li yılların başında, bilim adamları insan tükürük, dışkı ve deri örneklerinden DNA avlayarak büyük bir ilerleme kaydettiler. Ellerindeki bu genetik dizilimlerle vücudumuzda yaşayan türlerin bir kataloğunu oluşturdular.
Liste şaşırtıcı derecede uzundu ve birçok tür mikrobiyologlar için yeniydi. Konuları daha da kafa karıştırıcı hale getirmek, çoğu tür bazı insanlarda yaşarken bazılarında yaşamaz. Tek bir insan mikrobiyomu yoktur.
Bazı araştırmacılar, bu tanıdık olmayan organizmalardan bazılarını daha iyi tanımak için farelere yöneldi. Steril kafeslerde mikropsuz hayvanlar yetiştirdiler ve daha sonra hayvanların bağırsaklarına insan dışkısından yapılmış bir et suyu koydular. Bu dışkı naklindeki mikroplar daha sonra hayvanlarda çoğalmaya başladı.
Bu deneyler bazı cezbedici sonuçlar verdi. Örneğin, bazı deneylerde, obez insanlardan mikrobiyom alan mikropsuz fareler, ortalama ağırlıktaki insanlardan mikrobiyomlar nakledilen farelere göre daha fazla kilo aldı.
Ancak bu değişikliklerin neden gerçekleştiğini saptamak daha zor oldu. Bir dışkı örneğindeki mikrobiyomu türlere göre değiştirmenin bir yolu yoktur. Dr. Cheng, “Tamamen karışık ve değiştiremezsiniz,” dedi.
Bazı araştırmacılar, mikropsuz farelere tek bir mikrop türü vererek ve etkisini gözlemleyerek bu zorluğu üstlendiler. Ancak bu deneylerin kendi sınırları vardır, çünkü birçok mikrop, onlara yardımcı olacak ekolojik ortaklar olmadan düzgün çalışmaz.
Bilim adamları mikropsuz farelere mikrop kombinasyonları vermeyi denediler. Ancak şimdiye kadar, en iyi çabalar bile, insanlarda yaşayan yüzlerce türe değil, 20’den az türle nakledilen fareleri bıraktı. Bu minyatür mikrobiyomlar, fareleri zayıf gelişmiş bağışıklık sistemleri ve metabolizmaları ile bırakır. Texas Southwestern Tıp Merkezi Üniversitesi’nde yeni çalışmaya dahil olmayan bir immünolog olan Lora Hooper, “Çalışmayan bir fare elde edersiniz” dedi.
2017 yılında, Dr. Cheng ve Stanford’daki meslektaşı Michael Fischbach, önceki çalışmaların eksikliklerinin nasıl giderileceği konusunda uzun sohbetler yaptılar. Dr. Fischbach, “Sıfırdan bir ekosistem inşa etmemiz gerekiyordu” dedi.
Laboratuvarda çok çeşitli mikropları yetiştirmenin zor olacağını biliyorlardı. Ve daha önce bir farede ekosistemlerinin çökmesi tamamen mümkündü. Dr. Fischbach, “O zaman bunun işe yaramasını bekleyemezdik” dedi.
İlk olarak, Dr. Cheng ve meslektaşları, insanların oldukça büyük bir bölümünde bulunan 166 türden oluşan bir liste hazırladılar. Laboratuvarlara ve şirketlere ulaştıklarında 104 tanesini ele geçirmeyi başardılar.
Her mikrop hayatta kalmak için kendi talimatlarıyla geldi. Dr. Fischbach’ı şaşırtan bir şekilde, Dr. Cheng, laboratuvarda koloniler üretmek için her birinin telaşlı gereksinimlerini nasıl karşılayacağını buldu.
Stanford Üniversitesi’nde gastroenterolog olan Dr. Alice Cheng, yeni mikrobiyom çalışmasına öncülük ediyor. Kredi… Amy Jacobson
Dr. Cheng, 104 türü karıştırdı ve mikropsuz farelere koydu. Sonra mikroplara yerleşmeleri ya da ölmeleri için zaman verdi. Derme çatma mikrobiyomunun nasıl çalıştığını görmek için fare dışkılarını toplaması ve içerdiği tüm DNA’yı sıralamak için meslektaşlarıyla birlikte çalışması gerekiyordu.
Dr. Cheng, 104 türün farelerin içinde istikrarlı bir ekosistem oluşturduğunu buldu. Hayvanlarda sadece mikroplar yaşamakla kalmadı, ekosistemin yapısı da değişmedi. Bazı mikroplar hızla çoğaldı ve öyle kaldı. Diğerleri nadir hale geldi ama asla ortadan kaybolmadı. Ve aynı ekosistem farklı farelerde tekrar tekrar ortaya çıktı.
Çalışmaya dahil olmayan Cambridge Üniversitesi biyoloğu Kiran Patil, “Yüzden fazla insan bağırsak suşunun nasıl istikrarlı ve esnek bir topluluk oluşturduğu dikkat çekicidir” dedi. “Yüz parçalı bir yapboz gibi gözükecek, ama sonra parçaları karıştırıp sallıyorsunuz ve presto! Bulmaca kendi kendine çözülür.”
Daha sonra Dr. Cheng ve meslektaşları mikrobiyomlarını bir teste tabi tuttular: Farelere insan gönüllülerinden dışkı nakli yaptılar. Hayvanların sentetik mikrobiyomu, saldırılara dayanacak kadar esnek olabilir mi?
Gerçekten öyleydi. Orijinal türlerden sadece yedi tanesi ortadan kayboldu. Yeni türlerin bazıları ekosistemde boş yerler buldu ve mikrobiyomun istikrarlı bir parçası haline geldi.
Dr. Cheng, “Bir kanepeye uzandım ve tavan penceresine bakıyordum” dedi. “Bunun işe yaradığına inanamıyorum” gibi bir duyguya kapıldım.”
Bu ikinci deneyden sonra, Dr. Cheng ve meslektaşları mikrobiyomlarını mükemmelleştirdiler. Yeni gelen en başarılı 22 türü seçtiler ve toplam 119 tür için mikrobiyal hayvanat bahçelerine eklediler.
hCom2 adını verdikleri bu yeni mikrobiyom, ilk versiyondan bile daha dayanıklı. Bilim adamları hCom2 farelerine dışkı nakli yaptıklarında, yeni gelenlerin hiçbiri kendilerini hayvanlarda kuramadı.
Araştırmacılar ayrıca farelerin potansiyel olarak ölümcül bir E. coli suşu ile ne kadar iyi başa çıkabileceğini test etti. Daha önceki deneylerde, bilim adamları, bu suşun, 12 türden minyatür bir mikrobiyota sahip farelerin bağırsaklarında patlayabileceğini bulmuşlardır.
Dr. Cheng ve meslektaşları, hCom2 farelerine bir doz E. coli verdiler ve istilacılara tam bir insan dışkı örneği alan fareler kadar direndiklerini buldular.
hCom2 mikrobiyomu, konakçıları üzerinde tam bir mikrobiyomda olduğu gibi aynı türden bir etkiye sahipti. Fareler, bağırsaklarında sağlıklı seviyelerde sindirim sıvıları üretti ve mikropsuz farelerde bulunmayan tam teşekküllü bağışıklık sistemleri geliştirdi.
Dr. Cheng ve meslektaşları, mikrobiyomlarının nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için belirli mikropları kokteylden çıkardıkları deneyler yapmaya şimdiden başladılar. Ayrıca, kendi deneylerini yapmak isteyen diğer araştırmacılara kendi mikrop bankalarını sağlıyorlar.
Sentetik mikrobiyomu kendi araştırması için kullanmayı isteyip istemediği sorulduğunda, Dr. Hooper kısa ve öz bir şekilde yanıt verdi: “Heck evet.”
Mikrobiyomun obeziteyi nasıl etkilediğini anlamak için hCom2 farelerini kullanmayı umuyor. Cevabın bir kısmı, mikropların bağırsaklarımızın gıdalarımızdan yağlı lipidleri emmesine nasıl yardımcı olduğu açık bir şekilde yatmaktadır. Ancak fareler üzerinde yapılan araştırmalar, hangi mikropların yardımcı olduğuna ve hangilerinin engel olduğuna pek ışık tutmadı.
“Bu sorunun cevabını bulmakta gerçekten zorlandık” dedi. “Yani bu tür bir deneysel sistem bize ileriye doğru bir yol verecektir.”
İç ekosistemimiz patojenleri savuşturur, yiyecekleri sindirmeye yardımcı olur ve hatta davranışları etkileyebilir. Ancak bilim adamları henüz hangi mikropların neyi veya nasıl yaptığını tam olarak çözebilmiş değil. Birçok çalışma, birçok türün mikrobiyomun her işini yapmak için birlikte çalışması gerektiğini öne sürüyor.
Mikropların sağlığımızı nasıl etkilediğini daha iyi anlamak için bilim adamları, insan vücudunda doğal olarak bulunan 119 bakteri türünü birleştirerek ilk kez sentetik bir insan mikrobiyomu oluşturdular. Araştırmacılar, kendilerine ait bir mikrobiyomu olmayan farelere bir karışım verdiğinde, bakteri suşları kendilerini kurdu ve sabit kaldı – bilim adamları diğer mikropları tanıttığında bile.
Yeni sentetik mikrobiyom, agresif patojenlere bile dayanabilir ve farelerin tam bir mikrobiyomun yaptığı gibi sağlıklı bir bağışıklık sistemi geliştirmesine neden olabilir. Bulgular Salı günü Cell dergisinde yayınlandı.
Mikrobiyomun daha iyi anlaşılması, potansiyel olarak bir dizi hastalığı tedavi etmenin güçlü bir yolunu sağlayabilir. Doktorlar zaten mikrobiyomu Clostridium difficile bakterisinin yaşamı tehdit eden bağırsak enfeksiyonlarını tedavi etmek için kullanabilirler. Sadece sağlıklı bir donörden dışkı nakletmeleri gerekiyor ve enfeksiyon genellikle ortadan kalkıyor.
Yeni çalışmayı yöneten Stanford Üniversitesi’nden gastroenterolog Dr. Alice Cheng, “Şaşırtıcı derecede iyi çalışıyor” dedi.
Dr. Cheng ve meslektaşları artık her bir mikropun rolü hakkında bilgi edinmek için yeni sentetik mikrobiyomu kullanabilirler; bu bilgi, doktorların diğer rahatsızlıklarla mücadele etmesine yardımcı olabilir. Örneğin, bilim adamları laboratuarda 119 türden 118’lik bir kokteyli karıştırabilir ve daha sonra değiştirilmiş mikrobiyomun farelerin sağlığını nasıl etkilediğini görebilirler.
Araştırmaya dahil olmayan Pennsylvania Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden gastroenterolog Dr. Gary Wu, “Bir süredir çok ihtiyaç duyulan bir şey” dedi.
Her birimiz yaklaşık 30 trilyon mikrop barındırırız, bu da aşağı yukarı kendi hücrelerimizle aynı sayıdadır. Ancak bakteriler çok daha küçük olduklarından, ağırlığımızın sadece birkaç kilosunu oluştururlar.
Bacteroides thetaiotaomicron, faydalı bir bağırsak mikrobu. Kredi… Mao Taketani
21. yüzyıldan önce, insan mikrobiyomu hakkında bilinenlerin çoğu, araştırmacıların bir petri kabında yetiştirmeyi başardığı birkaç türden geliyordu. 2000’li yılların başında, bilim adamları insan tükürük, dışkı ve deri örneklerinden DNA avlayarak büyük bir ilerleme kaydettiler. Ellerindeki bu genetik dizilimlerle vücudumuzda yaşayan türlerin bir kataloğunu oluşturdular.
Liste şaşırtıcı derecede uzundu ve birçok tür mikrobiyologlar için yeniydi. Konuları daha da kafa karıştırıcı hale getirmek, çoğu tür bazı insanlarda yaşarken bazılarında yaşamaz. Tek bir insan mikrobiyomu yoktur.
Bazı araştırmacılar, bu tanıdık olmayan organizmalardan bazılarını daha iyi tanımak için farelere yöneldi. Steril kafeslerde mikropsuz hayvanlar yetiştirdiler ve daha sonra hayvanların bağırsaklarına insan dışkısından yapılmış bir et suyu koydular. Bu dışkı naklindeki mikroplar daha sonra hayvanlarda çoğalmaya başladı.
Bu deneyler bazı cezbedici sonuçlar verdi. Örneğin, bazı deneylerde, obez insanlardan mikrobiyom alan mikropsuz fareler, ortalama ağırlıktaki insanlardan mikrobiyomlar nakledilen farelere göre daha fazla kilo aldı.
Ancak bu değişikliklerin neden gerçekleştiğini saptamak daha zor oldu. Bir dışkı örneğindeki mikrobiyomu türlere göre değiştirmenin bir yolu yoktur. Dr. Cheng, “Tamamen karışık ve değiştiremezsiniz,” dedi.
Bazı araştırmacılar, mikropsuz farelere tek bir mikrop türü vererek ve etkisini gözlemleyerek bu zorluğu üstlendiler. Ancak bu deneylerin kendi sınırları vardır, çünkü birçok mikrop, onlara yardımcı olacak ekolojik ortaklar olmadan düzgün çalışmaz.
Bilim adamları mikropsuz farelere mikrop kombinasyonları vermeyi denediler. Ancak şimdiye kadar, en iyi çabalar bile, insanlarda yaşayan yüzlerce türe değil, 20’den az türle nakledilen fareleri bıraktı. Bu minyatür mikrobiyomlar, fareleri zayıf gelişmiş bağışıklık sistemleri ve metabolizmaları ile bırakır. Texas Southwestern Tıp Merkezi Üniversitesi’nde yeni çalışmaya dahil olmayan bir immünolog olan Lora Hooper, “Çalışmayan bir fare elde edersiniz” dedi.
2017 yılında, Dr. Cheng ve Stanford’daki meslektaşı Michael Fischbach, önceki çalışmaların eksikliklerinin nasıl giderileceği konusunda uzun sohbetler yaptılar. Dr. Fischbach, “Sıfırdan bir ekosistem inşa etmemiz gerekiyordu” dedi.
Laboratuvarda çok çeşitli mikropları yetiştirmenin zor olacağını biliyorlardı. Ve daha önce bir farede ekosistemlerinin çökmesi tamamen mümkündü. Dr. Fischbach, “O zaman bunun işe yaramasını bekleyemezdik” dedi.
İlk olarak, Dr. Cheng ve meslektaşları, insanların oldukça büyük bir bölümünde bulunan 166 türden oluşan bir liste hazırladılar. Laboratuvarlara ve şirketlere ulaştıklarında 104 tanesini ele geçirmeyi başardılar.
Her mikrop hayatta kalmak için kendi talimatlarıyla geldi. Dr. Fischbach’ı şaşırtan bir şekilde, Dr. Cheng, laboratuvarda koloniler üretmek için her birinin telaşlı gereksinimlerini nasıl karşılayacağını buldu.
Stanford Üniversitesi’nde gastroenterolog olan Dr. Alice Cheng, yeni mikrobiyom çalışmasına öncülük ediyor. Kredi… Amy Jacobson
Dr. Cheng, 104 türü karıştırdı ve mikropsuz farelere koydu. Sonra mikroplara yerleşmeleri ya da ölmeleri için zaman verdi. Derme çatma mikrobiyomunun nasıl çalıştığını görmek için fare dışkılarını toplaması ve içerdiği tüm DNA’yı sıralamak için meslektaşlarıyla birlikte çalışması gerekiyordu.
Dr. Cheng, 104 türün farelerin içinde istikrarlı bir ekosistem oluşturduğunu buldu. Hayvanlarda sadece mikroplar yaşamakla kalmadı, ekosistemin yapısı da değişmedi. Bazı mikroplar hızla çoğaldı ve öyle kaldı. Diğerleri nadir hale geldi ama asla ortadan kaybolmadı. Ve aynı ekosistem farklı farelerde tekrar tekrar ortaya çıktı.
Çalışmaya dahil olmayan Cambridge Üniversitesi biyoloğu Kiran Patil, “Yüzden fazla insan bağırsak suşunun nasıl istikrarlı ve esnek bir topluluk oluşturduğu dikkat çekicidir” dedi. “Yüz parçalı bir yapboz gibi gözükecek, ama sonra parçaları karıştırıp sallıyorsunuz ve presto! Bulmaca kendi kendine çözülür.”
Daha sonra Dr. Cheng ve meslektaşları mikrobiyomlarını bir teste tabi tuttular: Farelere insan gönüllülerinden dışkı nakli yaptılar. Hayvanların sentetik mikrobiyomu, saldırılara dayanacak kadar esnek olabilir mi?
Gerçekten öyleydi. Orijinal türlerden sadece yedi tanesi ortadan kayboldu. Yeni türlerin bazıları ekosistemde boş yerler buldu ve mikrobiyomun istikrarlı bir parçası haline geldi.
Dr. Cheng, “Bir kanepeye uzandım ve tavan penceresine bakıyordum” dedi. “Bunun işe yaradığına inanamıyorum” gibi bir duyguya kapıldım.”
Bu ikinci deneyden sonra, Dr. Cheng ve meslektaşları mikrobiyomlarını mükemmelleştirdiler. Yeni gelen en başarılı 22 türü seçtiler ve toplam 119 tür için mikrobiyal hayvanat bahçelerine eklediler.
hCom2 adını verdikleri bu yeni mikrobiyom, ilk versiyondan bile daha dayanıklı. Bilim adamları hCom2 farelerine dışkı nakli yaptıklarında, yeni gelenlerin hiçbiri kendilerini hayvanlarda kuramadı.
Araştırmacılar ayrıca farelerin potansiyel olarak ölümcül bir E. coli suşu ile ne kadar iyi başa çıkabileceğini test etti. Daha önceki deneylerde, bilim adamları, bu suşun, 12 türden minyatür bir mikrobiyota sahip farelerin bağırsaklarında patlayabileceğini bulmuşlardır.
Dr. Cheng ve meslektaşları, hCom2 farelerine bir doz E. coli verdiler ve istilacılara tam bir insan dışkı örneği alan fareler kadar direndiklerini buldular.
hCom2 mikrobiyomu, konakçıları üzerinde tam bir mikrobiyomda olduğu gibi aynı türden bir etkiye sahipti. Fareler, bağırsaklarında sağlıklı seviyelerde sindirim sıvıları üretti ve mikropsuz farelerde bulunmayan tam teşekküllü bağışıklık sistemleri geliştirdi.
Dr. Cheng ve meslektaşları, mikrobiyomlarının nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için belirli mikropları kokteylden çıkardıkları deneyler yapmaya şimdiden başladılar. Ayrıca, kendi deneylerini yapmak isteyen diğer araştırmacılara kendi mikrop bankalarını sağlıyorlar.
Sentetik mikrobiyomu kendi araştırması için kullanmayı isteyip istemediği sorulduğunda, Dr. Hooper kısa ve öz bir şekilde yanıt verdi: “Heck evet.”
Mikrobiyomun obeziteyi nasıl etkilediğini anlamak için hCom2 farelerini kullanmayı umuyor. Cevabın bir kısmı, mikropların bağırsaklarımızın gıdalarımızdan yağlı lipidleri emmesine nasıl yardımcı olduğu açık bir şekilde yatmaktadır. Ancak fareler üzerinde yapılan araştırmalar, hangi mikropların yardımcı olduğuna ve hangilerinin engel olduğuna pek ışık tutmadı.
“Bu sorunun cevabını bulmakta gerçekten zorlandık” dedi. “Yani bu tür bir deneysel sistem bize ileriye doğru bir yol verecektir.”