الميكروبيوم البشري: لا يزال هناك الكثير للقيام به – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

The human microbiome: there is much left to do
(Ruth Ley – بقلم: روث لي)

ملخص المقالة:

عرف علماء الأحياء الدقيقة أن الجسم يستضيف كتلة كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا والعتائق والفطريات والفيروسات المنتشرة على الجلد والفم والأمعاء) يُطلق عليهم معًا اسم الميكروبيوم، ولكن حتى عام 2012، كنا نفتقر إلى قائمة جرد لهم. وفي الواقع، لا يزال هذا الجرد (10 تريليون خلية تنتمي إلى آلاف الأنواع، ويزن مجموع 200 جرام لكل شخص) غير مكتمل. وكانت وتيرة التغيير على مدى السنوات العشر الماضية مذهلة. فقط عندما أصبحت تقنيات التسلسل الجيني عالية الإنتاجية رخيصة وسهلة الاستخدام بدرجة كافية، يمكن أن يبدأ مشروع الميكروبيوم البشري، ولا زال الطريق طويلا لملء خريطة الميكروبيوم. وسيضع تحليل تنوع جديد واسع النطاق للميكروبيوم البشري، وللميكروبيوم الفقاري الأوسع نطاقًا، بيانات الأنواع الخاصة بنا في سياق شجرة الحياة، وعندها فقط يمكننا حقًا توسيع تسمية “الإنسان” لتشمل الميكروبيوم.

( المقالة )

حان الوقت لجعل مسح “الجينوم الثاني” للبشرية أكثر اكتمالًا.

يصادف هذا الأسبوع (13 يوليو 2022) الذكرى السنوية العاشرة لأول مسح كبير للتنوع الميكروبي في جسم الإنسان، نُشر في مجلة الطبيعة (Nature) بواسطة تحالف مشروع الميكروبيوم البشري (HMP)، الذي كنت عضوًا فيه.

قبل ذلك، عرف علماء الأحياء الدقيقة أن الجسم يستضيف أعداد كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة – مزيج هادر من البكتيريا، جنبًا إلى جنب مع العتائق والفطريات والفيروسات المنتشرة على الجلد والفم والأمعاء – يُطلق عليهم معًا اسم الميكروبيوم. ولكن حتى عام 2012، كنا نفتقر إلى قائمة جرد لهم.

وفي الواقع، هذا الجرد – مؤشر ل 10 تريليون خلية تنتمي إلى آلاف الأنواع، ويزن مجموع 200 جرام لكل شخص – لا يزال غير مكتمل. وقد حان الوقت للبناء على هذا العمل المبكر (4https://www.nature.com/articles/nature1123)، وتجديد المشروع لتمثيل البشرية بكل تعقيداتها.

لقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً لبدء هذا العمل المبكر، وكانت وتيرة التغيير على مدى السنوات العشر الماضية مذهلة. فقط عندما أصبحت تقنيات التسلسل الجيني عالية الإنتاجية – التي تم تطويرها لأول مرة لفحص الجينوم البشري – رخيصة وسهلة الاستخدام بدرجة كافية، يمكن أن يبدأ مشروع الميكروبيوم البشري.

وبعد إطلاقه في عام 2007، قام التحالف بتسلسل الحمض النووي للميكروبات الموجودة في وعلى 242 شخصًا من مدينتين أمريكيتين – بوسطن بولاية ماساتشوستس، وهيوستن بولاية تكساس، تم اختيارهم لقربهم من مركزي التسلسل البارزين في ذلك الوقت، معهد ماساتشوستس للتقنية وجامعة هارفارد بالقرب من بوسطن، وكلية بايلور للطب في هيوستن. وتم التمويل من قبل الصندوق المشترك للمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة، واستقطب المشروع خبراء المعلومات الحيوية الأكاديمية للميكروبيوم للعمل على البيانات بعد أن قمنا بتكوينها.

وكانت النتيجة أول كتالوج شامل لميكروبيوم بشري أمريكي سليم: قائمة كاملة بالجينات الموجودة في الميكروبات في الأمعاء. وأظهر مشروع الميكروبيوم البشري أن الكائنات الخلوية في الأمعاء تتكون من آلاف الأنواع، مع بصمة وراثية 150 ضعف حجم الجينوم البشري. وفي النهاية، دفعت هذه الوفرة علماء الأحياء إلى النظر إلى الميكروبيوم على أنه “جينوم ثانٍ” مكتسب بيئيًا، مخفيًا في المضيف البشري.

وبعد عشر سنوات مضت تعرفنا على أن الميكروبيوم ضروري لعمل أجسامنا بشكل صحيح، وهو مفتاح لهضم الطعام ودرء مسببات الأمراض. وأظهرت التجارب التي أجريت على الفئران أن تركيبات الميكروبيوم تؤثر على مستويات المشاركة الاجتماعية والقلق. وترتبط الأمراض الشائعة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسمنة بميكروبات متميزة. وكيف يكتسب الأطفال الميكروبيومات الخاصة بهم – وما الذي يؤثر على نمو الميكروبيومات – أصبح أيضًا أكثر وضوحًا.

وبالنظر إلى مدى أهمية الميكروبات في صحتنا، ما زلت أجد أنه من المدهش أننا نستعين بمصادر خارجية في القيام بالعديد من الوظائف للعديد من الكائنات الحية التي نلتقطها من بيئتنا، بدءًا من الولادة.

؛؛ولدينا أيضًا الكثير من الأسئلة الأكاديمية التي لم تتم الإجابة عليها: من أين أتى الميكروبيوم أولاً في التطور البشري؟ كيف تختلف الميكروبات البشرية عن تلك الموجودة في الرئيسيات أو الثدييات أو الحيوانات بشكل عام؟ كيف تنتقل الميكروبيومات من شخص لآخر؟ وماذا يعني تغيير الأنظمة الغذائية وأنماط الحياة المعقمة بالنسبة لصحة الميكروبيوم على المدى الطويل؟؛؛

وقد فشل التحليل الأول قبل عشر سنوات فشلا ذريعا، إذ أنه جند أشخاصا من مدينتين أمريكيتين فقط في التقاط التنوع الحقيقي للميكروبيوم البشري. ونحن نعلم الآن أن الأشخاص الذين يعيشون في أوروبا وأمريكا الشمالية لديهم ميكروبيومات أقل تنوعًا من الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الأقل تصنيعًا – ولكن لا يُعرف سوى القليل جدًا عن الاختلافات بين مجموعات البشر.

وأقل من ذلك ما يُعرف عن العديد من الحيوانات الأخرى التي تحتوي هي نفسها على تعددات. ونحن نعلم أن الميكروبات في الحيوانات الأسيرة (المقيدة) تختلف عن تلك الموجودة في الحيوانات التي تعيش في البرية، بنفس الطرق التي تختلف بها الميكروبات البشرية في المناطق الصناعية عن تلك في المناطق غير الصناعية. ولكن معظم ما نعرفه عن الميكروبات الحيوانية يأتي من دراسات الحيوانات الأسيرة. ونظرًا لأننا نفقد التنوع الحيواني بسبب التغير العالمي السريع، فإننا نفقد أيضًا تنوع الميكروبيوم.

وسيتطلب تعلم المزيد تحالفا جديدًا، يجمع عينات من آلاف الأشخاص والحيوانات. ونحتاج إلى علماء أحياء في الحياة البرية وعلماء ميكروبيوم يعملون جنبًا إلى جنب، مع أطقم في جميع أنحاء العالم. فقبل عشر سنوات، كان التحليل جديدًا وصعبًا لدرجة أننا لم نفكر كثيرًا في الحصول على العينات. والآن، فإن الحصول على العينات من مصادر عالمية يجب أن يقود المنهج.

وقد يتساءل البعض لماذا نحتاج إلى تحالف جديد ضخم ومكلف في الوقت الذي تتدفق فيه البيانات بالفعل – دراسة واحدة في كل مرة، تجريها مختبرات تعمل بمفردها. ولكن التصنيع يتحرك بسرعة، والقوى الاقتصادية الحديثة لديها القدرة على القضاء على التنوع الميكروبي بشكل أسرع مما يمكن ملاحظته.

ومن شأن تحالف جديد أن يمكّن العلماء من ملء خريطة الميكروبيوم أخيرًا. إنه مثل تعداد سكاني: لا تنتظر حتى تبلغ المدن الفردية عن أعداد سكانها؛ تبذل مجهودًا واحدًا متضافرًا للقيام بذلك باستمرار وبسرعة قبل أن يتغير.

وأخيرًا، سيضع تحليل تنوع جديد واسع النطاق للميكروبيوم البشري، وللميكروبيوم الفقاري الأوسع نطاقًا، بيانات الأنواع الخاصة بنا في سياق شجرة الحياة. وعندها فقط يمكننا حقًا توسيع تسمية “الإنسان” لتشمل الميكروبيوم.

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

www.nature.com/articles/d41586-022-01610-5