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    Como funciona o Projeto Microbioma Humano
    Diga olá a alguns residentes do seu corpo: Mycobacterium chelonae bactérias. Eles são flora normal nas vísceras e no trato respiratório de humanos e outros animais. Eles raramente causam infecções intestinais ou pulmonares, mas podem causar infecções locais. © Centros para Controle e Prevenção de Doenças / Biblioteca de Fotos Científicas / Corbis

    De infecções por estafilococos a pneumonia, faringite estreptocócica a infecções do trato urinário, não podemos deixar de sentir que as bactérias ao nosso redor são invasores alienígenas, projetado para machucar, mutilar ou nos matar. E se a guerra bacteriológica foi oficialmente declarada, não devemos fazer nada menos que destruir nossas folhas bacterianas, criando um mundo de paz estéril por meio de Purell.

    Apenas um problema. Nós somos os micróbios contra os quais lutamos.

    Nosso microbioma - a coleção de micróbios e seu material genético que vive dentro e sobre o corpo - está tão cheia de bactérias, vírus e até fungos que nossas células humanas constituem apenas 10 por cento das células em nosso corpo [fonte:Yang]. Se você engasgou ao aprender isso Escherichia coli cepas estão vivendo no balcão da sua cozinha, você vai ficar muito chateado quando perceber que eles também vivem felizes em seu intestino. Se você se sente enjoado sobre as culturas vivas de Lactobacillus no seu iogurte, você provavelmente ficará infeliz em saber que há uma população próspera colonizando sua vagina (ou a de alguém próximo e querido a você).

    Mas mesmo com a enorme densidade e importância do nosso microbioma, nós realmente sabemos pouco sobre isso. Embora estejamos cientes de que algo como uma abundância de bactérias Clostridium difficile no intestino pode causar problemas fatais de saúde, não temos certeza de como é um intestino saudável. De acordo, os cientistas estão tentando não apenas determinar como nossos amigos microbianos podem nos ajudar ou nos prejudicar, mas também para estabelecer uma linha de base para um microbioma normal. Muito parecido com o Projeto Genoma Humano que mapeou a totalidade dos genes humanos, o Projeto Microbioma Humano está procurando identificar toda a nossa paisagem microbiana.

    E esses micróbios não são apenas parasitas. Estamos hospedando mais bactérias do que nossa própria carne, sangue, músculo - você escolhe. Claro, as células microbianas são na verdade um décimo a um centésimo do tamanho de uma célula humana, então não é como se estivéssemos carregando muito peso extra ... certo [fonte:Kolata]? Não, estamos todos arrastando em torno de 0,9 a 2,3 quilos de bactérias substanciais até mesmo no corpo mais magro (ou mais limpo?). (A Dieta Antibacteriana de Hollywood certamente está a caminho.)

    Então reúna suas bactérias, seus fungos, suas arquéias e protozoários perto do fogo para aprender como funciona o Projeto Microbioma Humano.

    Conteúdo
    1. Conhecendo Seu Microbioma
    2. O Projeto:Limpando Centenas de Humanos
    3. As descobertas (também conhecidas como você pode aprender muito com seus micróbios)

    Conhecendo Seu Microbioma

    A maioria das pessoas não presta muita atenção aos vírus até ficarem doentes, mas muitos vírus diferentes são parte integrante de sua comunidade microbiana pessoal. Sebastian Kaulitzki / iStock / Thinkstock

    Antes de entrarmos no Projeto Microbioma Humano, vamos revisar o que esses cientistas estão estudando. Micróbio é uma daquelas palavras que ouvimos e pulamos alegremente, pensando que é apenas um catchall para algo pequeno e vagamente bacteriano. Que, acontece que, é meio preciso.

    Embora as bactérias certamente constituam uma grande parte do nosso microbioma, alguns outros micróbios menos conhecidos compõem nosso grupo microbiano, também. Leva archaea , que são tão semelhantes às bactérias que, por muito tempo, os cientistas simplesmente presumiram que fossem bactérias. Não tão. Na verdade, eles têm aminoácidos e açúcares diferentes e uma estrutura genética diferente. Antes pensado para residir apenas em ambientes extremos, archaea foram encontrados no oral, membranas mucosas intestinais e vaginais de humanos.

    Então você tem protozoários , que às vezes chamamos de "germes" porque alguns tipos podem causar disenteria ou malária, mas eles são um pouco maiores do que bactérias. E não vamos esquecer o fungo entre nós, que pode cobrir a pele sem muitas consequências - ou mover-se para o território da infecção. Vírus também fazem parte do nosso microbioma, mas não pense que eles estão apenas esperando em mãos sujas para lhe dar um resfriado.

    Na verdade, nossos micróbios em grande parte não são hóspedes preguiçosos pegando carona em nosso corpo. Eles poderiam ser mais apropriadamente comparados ao pessoal bem administrado de uma propriedade fabulosa. Por exemplo, uma das funções mais importantes dos vírus no microbioma é infectar bactérias, mudando a forma como as bactérias funcionam ou a quantidade que existe. Portanto, é útil pensar nos vírus como trabalhando com (ou contra) a função bacteriana em nosso corpo [fonte:Williams].

    Ao sofrer de um resfriado e lutar contra os germes, lembre-se de que, sem micróbios, você não conseguiria comer ou respirar. Embora não esteja no corpo, bactérias fotossintéticas na água produzem metade do nosso oxigênio [fonte:University of Utah]. Micróbios empacotam nosso sistema para ajudar na digestão e sintetizar vitaminas, e você pode ficar animado em relatar em seu próximo jantar que metade de suas fezes não é sobra de comida, mas biomassa microbiana que é rapidamente reposta em seu intestino [fonte:Kolata]. Os bons afastam os micróbios causadores de infecções ou doenças e fortalecem nosso sistema imunológico, e - como estamos aprendendo por cortesia do Projeto Microbioma Humano - fazer muito mais.

    O Projeto:Limpando Centenas de Humanos

    Agora que sabemos o que estamos estudando, vamos pular para o próprio Projeto Microbioma Humano. Financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA, a primeira fase foi programada para um cronograma de cinco anos e incluiu a obtenção de amostras do microbioma humano e o desenvolvimento de um conjunto de referência de sequências do genoma microbiano (o objetivo era 3, 000 sequências). A segunda fase (2013-2015) envolve o desenvolvimento de uma espécie de catálogo de conjuntos de dados de microbioma para ajudar a comunidade científica a pesquisar e estudar doenças e saúde. Eles também têm o mais amplo, tarefa desafiadora de investigar a conexão entre a comunidade microbiana de uma pessoa e várias doenças e condições.

    Por que isso não foi feito antes? A tecnologia não existia. Não havia realmente uma maneira de os cientistas estudarem os residentes do microbioma porque eles não podiam ser cultivados ou isolados em um ambiente de laboratório. Mas com o avanço do sequenciamento e da tecnologia de DNA, os cientistas agora conseguiam isolar o material genético de comunidades microbianas sem precisar cultivá-lo [fonte:NIH]. E então o projeto começou em 2007 com um orçamento de US $ 170 milhões e uma tarefa bastante simples:coletar amostras de um número grande o suficiente de pessoas saudáveis ​​para determinar uma linha de base ou estrutura do que um microbioma humano envolve.

    A primeira fase começou com o recrutamento de voluntários considerados "saudáveis". Isso não foi fácil:600 assuntos entre 18 e 40 foram trazidos, mas após exames rigorosos (para coisas como cáries e infecções por fungos, bem como saúde geral), mais da metade foi rejeitada. Duzentos e quarenta e dois sujeitos de Houston, Texas, e St. Louis, Mo., finalmente atendeu aos critérios, e tiveram a sorte de serem esfregados em vários lugares em várias vezes, e ter seu bioma sequenciado por mais de 200 cientistas em 80 instituições diferentes [fonte:Kolata].

    Cada homem foi amostrado em 15 lugares, e cada mulher em 18 (para contabilizar o ambiente microbiano da vagina), cada um até três vezes ao longo de dois anos. As amostras incluíram áreas do intestino (retiradas das fezes), o nariz, e vários locais na boca e na pele.

    Ao longo do estudo, mais de 11, 000 amostras foram obtidas, e os cientistas foram capazes de sequenciar parte do material de RNA para identificar os micróbios, além de determinar o tamanho da população [fonte:Baylor College of Medicine]. Até agora, 800 das amostras passaram por uma sequência completa do genoma [fonte:Baylor College of Medicine]. O projeto gerou impressionantes 3,5 trilhões de bytes de dados, que é mil vezes mais do que o Projeto Genoma Humano [fonte:Baylor College of Medicine].

    O financiamento do National Institutes of Health Common-Fund foi usado até 2013, mas o projeto começou a se financiar por meio de 16 institutos NIH participantes [fonte:Mole]. Os cientistas ainda estão estabelecendo protocolos de amostragem mais rígidos, e tentar encontrar uma base de suporte técnico e recursos.

    uBiome

    Quer falar pelo primeiro nome da população de seu microbioma? Por $ 89, uBiome vai lhe dizer quais micróbios estão em seu microbioma pessoal, e informá-lo sobre o que sabemos até agora sobre as bactérias que o chamam de casa. Você pode comparar seus dados (anonimamente) com outros, também. Visite uBiome.com para saber mais.

    As descobertas (também conhecidas como você pode aprender muito com seus micróbios)

    Com os trilhões e trilhões de bytes de dados que o Projeto Microbioma Humano gerou, você pode apostar que as descobertas não são difíceis de encontrar. Uma das primeiras - e mais chocantes - descobertas foi aquela baseada no conteúdo genético das amostras, pode haver quase 8 milhões de genes microbianos únicos em todo o corpo dos adultos estudados. Isso é centenas de vezes mais do que o genoma humano contribui para o corpo [fonte:Yang]. Eles também descobriram que mesmo essas pessoas saudáveis ​​tinham micróbios que poderiam causar problemas em um sistema imunológico enfraquecido, mas parecia feliz em sair sem causar danos na maioria dos casos. Isso significa que bactérias como estafilococos e E. coli estão presentes em pessoas normais, mas não necessariamente apresentam uma infecção.

    Ainda mais legal:nenhum micróbio estava presente em todas as pessoas, o que também parece implicar que não existe um microbioma "normal". Eles também descobriram que os micróbios eram mais semelhantes no mesmo local de diferentes indivíduos. (Ou seja, entre duas pessoas, as comunidades microbianas na pele, por exemplo, eram mais semelhantes do que as comunidades microbianas em locais diferentes em uma pessoa.) Mas bactérias diferentes podem estar desempenhando a mesma função em indivíduos diferentes:embora duas pessoas possam digerir carboidratos igualmente bem, podem ser duas espécies diferentes de bactérias atuando em cada pessoa [fonte:Baylor College of Medicine].

    Estudar o microbioma humano (e usar os dados do projeto) já levou a alguns resultados fascinantes. Um estudo de 2012 descobriu que o microbioma vaginal muda significativamente com a gravidez. Lactobacillus johnsonii é uma espécie de bactéria normalmente encontrada no intestino para ajudar a digerir o leite, mas floresce na vagina quando a mulher está grávida. Os cientistas levantam a hipótese de que um bebê que passa pelo canal vaginal - e encontra micróbios pela primeira vez - pode usar esses micróbios para ajudar na digestão do leite materno desde o início [fonte:Zimmer]. Também existe a hipótese de que um parto vaginal, que expõe o bebê imediatamente ao intestino, micróbios vaginais e cutâneos, pode ser mais ideal para o sistema imunológico de um bebê do que um parto cesáreo estéril. Um estudo em Porto Rico está estudando se esfregar secreções vaginais em bebês de cesariana logo após o nascimento pode contribuir para uma colônia bacteriana resistente [fonte:Gitig].

    E não vamos esquecer que estudar bactérias levará a uma melhor compreensão dos antibióticos e da resistência bacteriana. Não é mais viável presumir que bactérias "boas" irão se repovoar automaticamente após o "corte e queima" que ocorre quando um antibiótico é introduzido. Os cientistas estão pensando em ambientes microbianos que precisam de poda e cultivo cuidadosos. Em vez de dar antibióticos para matar o staph, uma alternativa pode ser aplicar um creme com o qual as bactérias boas possam se alimentar para ajudar a derrubar os invasores estafilococos [fonte:Zimmer].

    Para aprender muito mais sobre os amigos microbianos que ficam do seu lado sem pagar aluguel, confira a próxima página para mais informações.

    Mais descobertas microbianas

    Houve algumas descobertas microbianas nos últimos anos, graças em parte ao Projeto Microbioma Humano. Um foi a introdução de transplantes fecais para tratar C. difficile -pacientes infectados; os cientistas agora esperam que um tipo específico de bactéria possa ser administrado em seu lugar [fonte:Gitig]. Os cientistas também descobriram que uma certa cepa de bactéria é elevada em pacientes com periodontite, o que nos permite ter um melhor entendimento da saúde bucal [fonte:NIH]. Os pesquisadores também estão estudando por que, quando as bactérias intestinais de ratos obesos são transferidas para suas contrapartes mais magras, os ratos mais magros ganham peso. Estudos agora mostram que o microbioma dos ratos mais gordos pode mudar a forma como o corpo usa o açúcar para armazenar energia e gordura [fonte:Zimmer].

    Muito mais informações

    Nota do Autor:Como Funciona o Projeto Microbioma Humano

    É difícil não ficar fascinado pelo fato de que nossos corpos não são realmente nossos, mas requerem um elaborado sistema de criaturas vivas para nos ajudar a passar o dia. Lembrar que os micróbios podem viver felizes sem nós, mas estaríamos mortos sem eles, pode nos permitir nutrir e proteger o sistema que nos nutre e protege.

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    • Como os genes são desativados e ativados?

    Fontes

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