Jonathan Eisen Jonathan Eisen Poznajte svoje mikróby TED talk Titulky a prepis TED
Začnem malým príbehom. Vyrastal som v tejto štvrti. Keď som mal 15 rokov, stal som sa z razantného mladého športovca len za štyri mesiace pomaly samého seba, prakticky obeťou hladu s permanentným smädom. Skoro som strávil celé telo. Všetko vyvrcholilo, keď som bol na výlete na batohu, môj prvý výlet na Mount Old Rag v Západnej Virgínii, a dal som si tvár do kaluží a pil som ako pes.
Tú noc ma previezli na pohotovosť a diagnostikovali mi ako diabetika 1. typu akútnu ketoacidózu. Prebral som sa, vďaka zázrakom modernej medicíny, inzulínu a ďalších spôsobov liečby, som získal späť svoju pôvodnú váhu a ešte viac.
A niečo vo mne ma drvilo potom, čo sa to všetko stalo. Zaujímalo by ma, čo spôsobilo cukrovku? Viete, že cukrovka je autoimunitné ochorenie, pri ktorom telo bojuje samo so sebou, a potom si ľudia mysleli, že možná nejaká expozícia patogénu spôsobila, že môj imunitný systém bojoval s patogénom a potom zabíjal bunky produkujúce inzulín. To je to, o čom som premýšľal už dlhší čas, a na to sa vlastne dosť zamerali medicína a ľudia, mikróby, ktoré robia zlé veci. Preto teraz potrebujem zdravotnú sestru. Možno ju poznáš.
Takže som išiel včera, prepáčte, stratil som pár rečí, išiel som do budovy Národnej akadémie vied, kde sa predávajú hračky, obrovské mikróby. A je to tu! Ak ste ju chytili, kontaktovali ste mäsožravú chorobu. Potrebujem znovu vybudovať svoje bejzbalové schopnosti.
Takže, žiaľ, nie je prekvapením, že väčšina mikróbov predávaných v budove Národnej akadémie je patogénna. Každý sa zameriava na veci, ktoré nás zabíjajú, a na to som sa zameral aj ja. A ukázalo sa, že sme zahalení v oblaku mikróbov a tieto mikróby nám vlastne väčšinou robia dobre, namiesto toho, aby nás zabíjali. Viem to už nejaký čas. Ľudia sa pomocou mikroskopov dívali na mikróby, ktoré nás obklopujú. Viem, že sa mi nevenuješ, ale .
Mikróby, ktoré nás obklopujú, keď sa na ne pozriete mikroskopom, uvidíte, že v skutočnosti máme na sebe 10-krát viac mikrobiálnych buniek ako ľudských. V mikróboch je viac hmoty ako v mozgu.
Doslova podporujeme ekosystém zamorený mikroorganizmami. Bohužiaľ, ak sa chcete dozvedieť o mikroorganizmoch, nestačí iba pozerať sa na ne mikroskopom. A takto som sa dopočul o sekvenovaní DNA. Jedným z najlepších spôsobov, ako sa pozrieť a pochopiť mikróby, je pozrieť sa na ich DNA. A robíme to už 20 rokov pomocou sekvenovania DNA, zhromažďovania vzoriek z rôznych miest vrátane ľudského tela, čítania sekvenovania DNA a následného sekvenovania DNA, aby sme nám povedali, čo sú mikróby na určitých miestach.
Úžasné je, že keď použijete technológiu, napríklad pri pohľade na ľudí, nie sme len pokrytí morom zárodkov. Existujú na nás tisíce a tisíce rôznych druhov mikróbov. V ľudskom mikrobióme máme milióny mikrobiálnych génov, ktoré nás pokrývajú. Táto mikrobiálna rozmanitosť sa medzi ľuďmi líši a čo si ľudia myslia o týchto 10, možno 15 rokoch, je to, že pravdepodobne tieto mikróby, toto množstvo mikróbov v nás a nad nami a ich rôznorodosť medzi jednotlivými ľuďmi môžu byť zodpovedné. pre zdravotné rozdiely medzi nami.
A to nás vracia k príbehu o cukrovke, o ktorom som vám hovoril. Ľudia sa teraz domnievajú, že jedným zo spúšťačov cukrovky 1. typu nie je boj proti patogénu, ale pokus o boj spôsobený nedostatkom komunikácie s mikróbmi, ktoré žijú v nás a na nás. A svojím spôsobom zmizla mikrobiálna komunita vo mne a vo mne, a to spustilo akúsi imunitnú odpoveď, ktorá ma prinútila zabiť bunky produkujúce inzulín v tele.
To, čo vám chcem na pár minút povedať, je to, čo sa ľudia naučili pri používaní techník sekvenovania DNA, najmä pri štúdiu množstva mikróbov, ktoré v nás a v nás žijú. Chcem vám povedať príbeh o osobnom projekte. Moje prvé skúsenosti so štúdiom mikróbov ľudského tela boli po prejave, ktorý som predniesol cez cestu v Georgetowne.
Predniesol som prejav a na prednáške bol rodinný priateľ, dekan lekárskej fakulty v Georgetowne, ktorý po príhovore za mnou prišiel a povedal mi, že robia štúdiu transplantácie ilea u ľudí. Chcel, aby som sa po transplantácii pozrel na choroboplodné zárodky.
Začal som teda s touto osobou, Michaelom Zasloffom a Thomasom Fishbeinom, skúmať mikróby, ktoré kolonizovali toto ileum po jeho transplantácii príjemcovi. Môžem vám povedať všetky podrobnosti tejto mikrobiálnej štúdie, ktorú som urobil, ale dôvod, prečo vám chcem povedať tento príbeh, je niečo úžasné, čo urobili na začiatku tohto projektu. Darcovi ileum, ktoré je plné mikróbov, odobrali a majú príjemcu, ktorý môže mať problém s jeho mikrobiálnou komunitou, povedzme Crohnovou chorobou, a darované ileum sterilizovali. Vyčistili všetky choroboplodné zárodky a potom ich vložili do príjemcu. Urobili to preto, lebo to bola v medicíne bežná prax, aj keď to zjavne nebol dobrý nápad.
Našťastie sa počas tohto projektu transplantační chirurgovia a ďalší ľudia rozhodli ignorovať obvyklú prax. Musíme robiť inak. V podstate sa rozhodli ponechať časť mikrobiálnej komunity v ileu. Zanechali zárodky darcu a teoreticky by to pomohlo tým, ktorí dostanú túto transplantáciu ilea.
A toto je štúdia, ktorú som poznal. V posledných rokoch došlo k významnému rozšíreniu využívania technológie DNA pri štúdiu mikróbov u ľudí a na nich. Existuje niečo, čo sa nazýva Human Microbiome Project, ktorý sa koná v Spojených štátoch, a MetaHIT v Európe, a mnoho ďalších projektov.
A keď ľudia vykonali rôzne štúdie, dozvedeli sa napríklad, že keď sa dieťa narodí, počas vaginálneho vylučovania je kolonizované mikróbmi svojej matky. S cisárskym rezom sú spojené rizikové faktory, niektoré rizikové faktory môžu byť dôsledkom nesprávnej kolonizácie, keď je dieťa odstránené z maternice matky namiesto toho, aby bolo odstránené pôrodnými cestami. Rôzne ďalšie štúdie ukazujú, že množstvo mikróbov, ktoré žijú v nás a na nás, nám pomáhajú rozvíjať imunitný systém, pomáhajú nám bojovať proti patogénom, pomáhajú nášmu metabolizmu a určujú rýchlosť metabolizmu, pravdepodobne určujú náš čuch, možno nás dokonca menia. správania rôznymi spôsobmi.
Tieto štúdie teda dokumentovali alebo navrhovali rôzne dôležité funkcie mikrobiálneho spoločenstva, tento nepatogénny mrak, ktorý žije v nás i mimo nás. Jedna oblasť, ktorá mi pripadá veľmi zaujímavá, mnohí z vás vedia, že som do davu vyhodil choroboplodné zárodky, by som nazval „germofóbia“. Ľudia sú posadnutí čistotou, však? V kuchynských zásuvkách máme antibiotiká, ľudia z nich neustále umývajú všetky častice, pumpujeme antibiotiká do jedla, do svojich spoločenstiev, užívame nadmerné množstvo antibiotík.
Zničenie patogénov je dobrá vec, ak ste chorí, ale musíme pochopiť, že keď pumpujeme chemikálie a antibiotiká do nášho sveta, zabíjame aj množstvo mikróbov, ktoré v nás alebo v nás žijú. A ukázalo sa, že nadmerné užívanie antibiotík, najmä u detí, súvisí s rizikovými faktormi obezity, autoimunitných chorôb a s rôznymi problémami, ktoré pravdepodobne spôsobujú zničenie mikrobiálnej komunity.
Takže mikrobiálna komunita sa môže degradovať, či chceme alebo nie, alebo ju zabijeme antibiotikami. Čo však môžeme urobiť, aby sme ho obnovili? Som si istý, že veľa prítomných už počulo o probiotikách. Probiotiká sa môžu použiť na obnovenie mikrobiálnej komunity vo vnútri alebo mimo vás. V niektorých prípadoch boli určite účinné. Na UC Davis v súčasnosti prebieha projekt, v ktorom sa probiotiká používajú na liečbu a prevenciu nekrotizujúcej enterokolitídy u predčasne narodených detí. Predčasne narodené deti majú skutočný problém so svojou mikrobiálnou komunitou. Možno probiotiká môžu pomôcť zabrániť rozvoju tejto strašnej nekrotizujúcej enterokolitídy u týchto predčasne narodených detí.
Ale probiotiká sú veľmi jednoduché riešenie. Väčšina piluliek, ktoré užívate, alebo jogurtov, ktoré konzumujete, obsahuje jeden, dva, možno päť druhov a ľudskú komunitu tvoria tisíce a tisíce druhov. Čo teda môžeme urobiť, aby sme obnovili mikrobiálne spoločenstvo, keď máme na sebe tisíce a tisíce druhov?
Jedna vec, ktorú zvieratá robia, je, že jedia výkaly - koprofágia. Mnohí veterinári, najmä veterinári zo starej školy, vyrábajú takzvaný „fekálny čaj“ na liečenie koliky a iných chorôb u koní, kráv a podobne. kde si uvaríte čaj z výkalov určitého zdravého zvieraťa a nakŕmite ním nezdravé zviera. Aj keď, ak nemáte kravu s fistulou, na jednej strane veľkú dieru a nemôžete jej položiť ruku do žalúdka, je ťažké si predstaviť, že prenos mikróbov priamo cez ústa a cez celý horný tráviaci trakt je najviac dobrý prenosový systém, takže ste možno počuli, že niektorým ľuďom sa transplantujú stolice, namiesto toho, aby si do úst preniesli niekoľko probiotických mikróbov, spravujú na druhom konci komunitu probiotík, komunitu mikróbov od zdravého darcu.
Ukázalo sa, že je veľmi efektívny pri liečbe určitých nekompromisných infekčných chorôb, ako je Clostridium difficile, infekcií, ktoré môžu u človeka pretrvávať mnoho rokov po sebe. Ukázalo sa, že transplantácia výkalov, mikróbov z výkalov od zdravého darcu, u niektorých ľudí úplne lieči infekcie vyvolané Clostridium difficile.
Čo tieto transplantácie naznačujú, tieto fekálne transplantácie, že fekálny čaj - a mnoho ďalších ľudí prišlo s rovnakou myšlienkou - je, že táto mikrobiálna komunita v nás a na nás je orgánom. Mali by sme to považovať za funkčné telo, ktoré je našou súčasťou. Mali by sme s ním zaobchádzať opatrne a s úctou a nie je dobré ho narušiť, napríklad cisárskym rezom alebo antibiotikami či nadmerným čistením, bez skutočne dobrého odôvodnenia.
To, čo teraz umožňujú technológie sekvenovania DNA ľuďom, je dôsledok podrobných štúdií 100 pacientov s Crohnovou chorobou a 100 ľudí, ktorí Crohnovu chorobu nemajú. Alebo 100 ľudí, ktorí brali antibiotiká, keď boli malí, a 100 ľudí, ktorí neužívali antibiotiká. Teraz môžeme porovnať mikrobiálne spoločenstvá a ich gény a zistiť, či existujú nejaké rozdiely. A nakoniec by sme mohli pochopiť, či existujú iba korelačné alebo kauzálne rozdiely. Pomáhajú nám aj štúdie na systémoch morčiat, ako sú myši a iné zvieratá, ale ľudia teraz tieto technológie využívajú, pretože štúdium mikróbov vo vnútri i zvonka rôznych ľudí sa stalo veľmi lacným.
Aby som teda urobil hranicu, čo som k tomu chcel povedať, nepovedal som vám časť príbehu o tom, ako som dostal cukrovku. Môj otec bol lekár a študoval hormóny. Mnohokrát som mu hovoril, že som unavený, smädný, že sa necítim dobre. Pokrčil plecami a myslel si, že príliš stenám. Alebo to bolo povedaním lekárov: „Moje deti sa nemôžu nič pokaziť.“ Dokonca som išiel na stretnutie s rodinou v Medzinárodnej spoločnosti endokrinológov v Quebecu. A každých päť minút vstanem, aby som si uľavil, a každému vypijem vodu zo stola a myslím si, že si každý myslel, že som drogovo závislý.
Ale hovorím vám to preto, lebo lekárska komunita, napríklad môj otec, niekedy nevidí, čo sa deje. Mikrobiálny dav je priamo pred nami. Nevidíme ju. Je neviditeľná. Sú to mikróby. Sú malé. Ale môžeme ich vidieť prostredníctvom ich DNA, môžeme ich vidieť prostredníctvom účinkov, ktoré na nás majú.
Teraz musíme začať premýšľať o tejto mikrobiálnej komunite v kontexte všetkých aspektov humánnej medicíny. Neznamená to, že to ovplyvňuje každú našu časť, ale mohlo by to. Potrebujeme kompletnú databázu mikróbov, ktoré žijú na ľuďoch i v nich, aby sme pochopili, čo robia s našimi životmi. My sme nimi. Sú nové.