🦠🌍 باکتریهای روده ممکن است بسیار راحتتر از آنچه دانشمندان تصور میکردند، بین افراد و قارهها منتشر شوند.
روده انسان میزبان تریلیونها میکروارگانیسم است که مجموعه آنها را میکروبیوم روده مینامیم. این جامعه میکروبی در فرایندهایی مانند گوارش، عملکرد سیستم ایمنی و متابولیسم نقش دارد.
حالا پژوهشگران دانشگاه وین با استفاده از رویکردی به نام Reverse Ecology نشان دادهاند که بسیاری از گونههای باکتریایی روده، پیچیدهتر از چیزی هستند که در نگاه اول به نظر میرسند.آنها دریافتند که یک گونه باکتریایی میتواند شامل چندین جمعیت تکاملی متمایز باشد که هرکدام برای شرایط متفاوتی در محیط روده سازگار شدهاند.جالب اینکه برخی از این جمعیتها با افزایش سن، بیماریهای التهابی مزمن روده، سرطان کولورکتال و دیابت نوع ۲ ارتباط داشتند.
🔬 چرا بررسی خودِ گونهها کافی نیست؟
در بسیاری از مطالعات میکروبیوم، باکتریها بر اساس گونه یا شباهت ژنتیکی کلی دستهبندی میشوند.این دستهبندیها مفید هستند، اما ممکن است تفاوتهای مهم میان جمعیتهایی را که در طول تکامل برای محیطهای متفاوت بدن سازگار شدهاند، پنهان کنند.
در نتیجه، ممکن است تشخیص اینکه یک باکتری واقعاً با یک بیماری ارتباط دارد، صرفاً بهطور اتفاقی در افراد مبتلا حضور دارد یا حتی میتواند اثرات محافظتی داشته باشد، دشوار شود.به همین دلیل، پژوهشگران به دنبال شناسایی گروههای دقیقتری از باکتریها بودند تا بتوانند سازگاری و تخصصیافتگی جمعیتهای مختلف در محیط روده را بهتر بررسی کنند.
🧬 ردیابی سازگاری باکتریها از روی دادههای ژنتیکی
پژوهشگران هزاران نمونهٔ باکتریایی جداشده از روده را همراه با حجم زیادی از دادههای متاژنومیک افراد مختلف از چندین کشور و گروههای سنی و سلامتی متفاوت بررسی کردند.آنها با استفاده از یک روش بیوانفورماتیکی مبتنی بر Reverse Ecology، از اطلاعات ژنومی برای شناسایی نشانههایی استفاده کردند که نشان میدادند برخی جمعیتهای باکتریایی در طول تکامل، خود را با جایگاههای اکولوژیک خاصی در روده سازگار کردهاند.
🔎 گونههای آشنا، دودمانهای پنهان
یکی از سرنخهای مهم، شواهد مربوط به پدیدهای به نام Genome-wide selective sweep بود. در این فرایند، یک تغییر ژنتیکی سودمند میتواند باعث شود یک باکتری نسبت به سایر باکتریهای جمعیت مزیت پیدا کند و تعداد فرزندان آن در نسلهای بعدی افزایش پیدا کند. با گسترش این تغییر در جمعیت، تنوع ژنتیکی اطراف آن کاهش پیدا میکند و در نهایت میتوان جمعیتی را تشخیص داد که از نظر ژنتیکی با جمعیتهای نزدیک خود تفاوت دارد.
بررسیها نشان داد که بسیاری از گونههای شناختهشده باکتریهای روده، در واقع به چندین دودمان تکاملی متمایز تقسیم میشوند که به نظر میرسد برای شرایط متفاوت محیط روده سازگار شدهاند.
حتی درون یک گونه باکتریایی یکسان، برخی جمعیتها ممکن است در بعضی بیماریها فراوانی بیشتری داشته باشند؛ تفاوتی که وقتی تمام جمعیتهای یک گونه در کنار هم بررسی شوند، میتواند پنهان بماند.
🌍 باکتریهای روده میتوانند از قارهای به قاره دیگر گسترش پیدا کنند
پژوهشگران همچنین شواهدی پیدا کردند که نشان میدهد برخی از جمعیتهای باکتریایی بسیار رقابتی میتوانند در فاصلههای جغرافیایی بسیار زیاد، بهسرعت گسترش پیدا کنند.در بعضی موارد، به نظر میرسد این جمعیتها تنها طی چند دهه در سراسر قارهها گسترش یافتهاند.
چنین الگوهایی پیش از این بیشتر در مورد پاتوژنها مشاهده شده بودند و مشاهده آنها در باکتریهای معمولی روده، این یافته را قابلتوجهتر میکند.
این نتایج نشان میدهند که باکتریهای روده پویاتر از چیزی هستند که پیشتر تصور میشد و جمعیتهایی که سازگاری بیشتری با محیط پیدا کردهاند، میتوانند در سطح بینالمللی گسترش پیدا کنند و جایگاههای اکولوژیک جدیدی را در روده اشغال کنند.
همچنین به نظر میرسد میکروبیوم روده تنها تحت تأثیر رژیم غذایی، داروها و سبک زندگی قرار نمیگیرد و انتقال باکتریها میان افراد نیز میتواند در تعیین اینکه کدام جمعیتهای باکتریایی در روده مستقر و منتشر شوند، نقش داشته باشد.
🎯 حرکت به سوی پزشکی دقیقتر میکروبیوم
این یافتهها میتوانند نحوه بررسی ارتباط میان باکتریهای روده و بیماریها را تغییر دهند.بهجای اینکه یک گونه باکتریایی را بهعنوان یک مجموعهی یکدست در نظر بگیریم، ممکن است در آینده بتوان جمعیتهای خاصی از آن گونه را که بیشترین ارتباط را با وضعیت سلامت دارند، بهصورت جداگانه بررسی کرد.
این رویکرد دقیقتر میتواند به شناسایی biomarkerهای اختصاصیتر کمک کند و در آینده، زمینه را برای طراحی درمانهایی فراهم کند که به جای هدف قرار دادن یک گونه کامل، جمعیتهای خاص باکتریایی را هدف قرار دهند.
منبع خبر
@microbiomemagazine 🦠
