محققان در مورد میکروبیوم انسانی تحقیق می‌کنند. (میکروبیوم: باکتری‌هایی که بر روی بدن و صورت ما زندگی می‌کنند. رابطه‌ی آن‌ها با انسان همچون این مسئله است: اول مرغ بوده یا تخم مرغ!!!)
بیشتر بخوانید: کدام اول بوده است: مرغ یا تخم مرغ؟
آن‌ها اطلاعات جامعی در مورد سلامت و بیماری انسان می‌دهند. فهرستی از باکتری‌ها و متابولیتی که دارند، علائم مختلفی ایجاد می‌کنند. چگونه می‌توان اتفاقات را از نو بازسازی کرد و ارتباط علت و معلولی آن‌را بررسی کرد؟
Solan Devlin استاد شیمی بیولوژیکی و فارماکولوژی مولکولی دانشگاه پزشکی هاروارد می‌گوید:
ما نمی‌دانیم که ابتدا کدام اتفاق روی می‌دهد. آیا بیماری باعث تغییر میکروبیوم می‌شود؟ یا تغییر میکروبیوم باعث بروز می‌شود؟
مطاعات جدید توسط آزمایشگاه Devlin انجام شده، به حل این موضوع کمک می‌کند. میکروبیوم چه تأثیری بر سلامت فرد می‌گذارد؟
گروهی از افراد عضو HMS و Brigham و بیمارستان بانوان، در این زمینه کاوش می‌کنند: چگونه مولکول‌هایی که توسط باکتری‌های شکمی تولید می‌شوند، بر سوخت و ساز موش تأثیر می‌گذارند.
محققان گزارشی ارائه دادند مبنی بر این‌که حذف یک ژن مشخص در گونه‌ای رایج از باکتری‌های شکمی، باعث تغییرات قابل توجه در متابولیسم و کاهش وزن در موش می‌شود.
Devlin می‌گوید:
بر اساس تحقیقات ما این ژن خاص، در آینده بعنوان هدفی برای درمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عمل گامی است به جلو در جهت فهم کاملتر در این زمینه که: چگونه میکروبیوم بر متابولیسم اثر می‌گذارد.
تعریف
میکروبیوم اغلب بعنوان تأثیرگذارنده بر چاقی و بیماری‌های متابولیک همچون دیابت شناخته می‌شود. کشف نحوه‌ی اثر این عامل بر متابولیسم اندکی دشوار است. شکم حاوی انواع مختلفی از باکتری‌ها است که متابولیسم‌های متفاوتی تولید می‌کنند. کشف عملکرد آن‌ها اغلب پیچیده است.
در این مطالعه دانشمندان از یک برش‌دهنده‌ی ژنتیک خاص برای جداکردن و حذف یک ژن خاص از میکروبیوم استفاده کرده و سپس اثرات حاصل از آن‌را در متابولیسم میزبان بررسی کرد.
Devlin تأکید کرد:
بسیار مهم است که بگوییم در تمامی آزمایش‌هایی که انجام دادیم، هیچ تغییری در ژنتیک موش ایجاد نکردیم. تمامی تغییراتی در متابولیسم موش‌ها صورت گرفت، براساس حذف یک ژن خاص در باکتری‌های کلونیزه شده در موش بود.
Devlin و همکارانش توجه زیادی به اسید‌هاس صفراوی داشتند. این ماده به طور طبیعی در شکم افراد وجود دارد. عدم توازن در حوض اسیدهای صفراوی، در تغییرات غذا در بدن فرد و چاقی‌اش تأثیر می‌گذارد.
برای فهمیدن این‌که کدام اسید صفراوی باعث این تغییر می‌شود، گروه بر دسته‌ای از آنزیم‌های باکتریایی به نام، هیدرولاز نمک صفراوی تمرکز کرد.
تغییرات متابولیکی
در ابتدا محققان آنزیم باکتریایی هیدرولاز نمک‌های صفراوی را شناسایی کردند. این آنزیم باعث متابولیت متفاوت نمک صفراوی می‌شود. سپس دو نسل از باکتری را تولید کردند. یکی از آن‌ها هیدرولاز داشت و دیگری فاقد این آنزیم بود. آن‌ها این باکتری‌ها را به بدن موش‌های بدون باکتری وارد کردند. (موش‌هایی بدون هیچ‌گونه باکتری در سطح یا داخل بدن)
آن‌ها دریافتند که موش‌های بدون آنزیم هیدرولاز باکتریایی نمک صفراوی متابولیزه نشده‌ی بیشتری در روده داشتند.
بررسی دیگر آن‌ها تغییر سطح نمک‌های صفراوی و اثرش بر متابولیسم موش بود. در کمال شگفتی آن‌ها مشاهده کردند که موش‌های بدون آنزیم هیدرولاز باکتریایی لاغرتر از گروه دیگر بودند.
همچنین آن‌ها دریافتند موش‌هایی که این آنزیم باکتریایی را در بدن خود دارند، سطح چربی و کلسترول خونشان نسبت به گروه دیگر بالاتر است. موش‌های دارای این آنزیم ترجیح می‌دهند که برای متابولیسم و کسب انرژی از کربوهیدرات استفاده کنند.
سرپرست پروژه عقیده دارد: بررسی‌های ژنتیکی نشان داد که تغییرات ژنتیک علاوه بر تغییرات متابولیسمی، بر ریتم شبانه‌روزی و سیستم ایمنی هم تأثیر می‌گذارد. این نشان می‌دهد که تغییر اسیدهای صفراوی باعث تغییرات گسترده‌ای در میزبان می‌شود.
بیشتر بخوانید: مهندسی ژنتیک چیست؟
Devlinمی‌گوید:
کار ما این امکان را فراهم می‌کند که درمان بیماری‌های متابولیک با هدف قرار دادن میکروبیوم و خصوصا آنزیم هیدرولاز نمک صفراوی امکان‌پذیر است. با این وجود برای این ادعا بسیار زود است.
این تحقیق توسط ASD، LY و مرکز اطلاعات و درمان‌های میکروبیوم در MIT مورد حمایت قرار گرفته‌است.
