Poznać od podszewki ludzki przewód pokarmowy
Badacze uczestniczący w projekcie METAHIT ("Metagenomics of the human intestinal tract") stworzyli obszerny katalog referencyjny genów bakterii obecnych w ludzkich jelitach. Zsekwencjonowano 540 giga par zasad bakteryjnego DNA i porównano je z 124 próbkami kału, pobranymi od osób zdrowych oraz cierpiących na IBD lub otyłość. Geny skatalogowano oraz zmierzono ich częstotliwość i ekspresję z uwzględnieniem wariacji w florze bakteryjnej jelit człowieka. Ważnym przełomem było odkrycie, że u ludzi występują trzy różne enterotypy o różnych poziomach bakterii Bacteroides, Prevotella i Ruminococcus. Enterotypy te są swoiste dla poszczególnych osób, bez korelacji z wiekiem, płcią, pokarmem, położeniem geograficznym czy dziedzicznością genetyczną. Utworzono bazę danych umożliwiającą magazynowanie i porządkowanie informacji uzyskanych w trakcie realizacji projektu, jak i poza jego ramami. Uczestnicy projektu METAHIT opracowali narzędzia umożliwiające tworzenie profili liczebności genów metagenomu jelit oraz rozpoznawanie osób zdrowych, chorych i o wysokim ryzyku zachorowania. Przeprowadzono prace związane z badaniem funkcji genów bakteryjnych i poznaniem interakcji między bakterią i nosicielem. Bioinformatyczne badanie porównawcze genów bakterii bytujących w organizmach pacjentów z UC, pacjentach otyłych oraz ludzi zdrowych i szczupłych wskazują na istnienie różnic w rodzajach i składzie flory bakteryjnej. Potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić otrzymane wyniki. Naukowcy biorący udział w projekcie METAHIT stwierdzili istnienie podsieci zależności między pewnymi jednostkami metagenomicznymi (MGU) oraz rodzajami metagenomicznymi (MGS), które mogą być powiązane genetycznie z chorobami. Wcześniejsze badania sugerowały, że tendencje do otyłości mogą częściowo wynikać z cech dziedziczonych genetycznie. Na podstawie ilościowej analizy metagenomicznej przeprowadzonej na 292 Duńczykach stwierdzono, że genom bakteryjny może odgrywać pewną rolę w otyłości. Rozmieszczenie enterotypów różniło się znacznie u osób o niskiej liczebności genów (LGC) oraz o wysokiej liczebności genów (HGC). W większości przypadków LGC stwierdzono enterotyp 1 oparty na Bacteroides, natomiast większy odsetek osób z HGC miał enterotyp 3. Aby ocenić różnice między społecznościami bakterii, przeprowadzono referencyjne mapowanie genomu z uwzględnieniem danych ilości genów na poziomie typu, rodzaju i gatunku.U osób z HGC stwierdzono większe ilości gatunków przeciwzapalnych, takich jak Faecalibacterium prausnitzii czy Roseburia inulinivorans. U pacjentów z LGC otrzymano wyższy poziom Bacteroides i Rumnicoccus gnavus, które są prozapalne i kojarzone z IBD. Badanie Decisive-Bacterial-Abundance, analiza cech odbiorca-operator (ROC) oraz badanie wartości pod krzywymi pozwoliły na rozróżnienie różnych gatunków bakterii u osób z LGC i HGC. U osób z LGC stwierdzono wyższy poziom tkanki tłuszczowej i większe ryzyko wystąpienia stanu przedcukrzycowego, cukrzycy typu 2 oraz niedokrwiennych schorzeń układu naczyniowego. Aby dokonać klasyfikacji enterotypów oraz rozróżnić osoby szczupłe od otyłych i cierpiących na inne schorzenia w oparciu o różne profile ryzyka metabolicznego, wykorzystano czułą technologię Q-PCR do ilościowej analizy metagenomicznej flory bakteryjnej jelit,. Metody te mają potencjał rynkowy w zakresie medycyny spersonalizowanej wykorzystującej klasyfikację i analizy flory bakteryjnej. Wyniki projektu rozpowszechniano za pośrednictwem publikacji, stron internetowych, serwisów YouTube, Facebook i Twitter oraz konferencji, aby zwiększyć świadomość społeczną i przyciągnąć inwestorów. Pomyślna realizacja projektu może zaowocować komercyjnym opracowaniem nowych technologii diagnostyki i leczenia IBD, otyłości i zaburzeń metabolicznych.
