چگونه میکروب‌هایی که در روده شما زندگی می‌کنند را مطالعه می‌کنیم؟

اگر از شما نام میکروبی را بخواهم که درون روده شما زندگی می‌کند، خیلی از شما می‌گویید: ای. کولی. خیلی از مردم می‌گویند که این معروف‌ترین میکروب روده است. ولی معلوم شده که تعدادای. کولی در روده شما به نسبت یک به هزار از گونه‌های دیگر که احتمالانامشان را هم نشنیده‌اید کمتر است. از آن‌ها می‌توان به باکتروئیدسو پری‌وتلا اشاره کرد. این‌ها میکروب‌هایی هستند کهبر روده انسان مدرن چیره شده‌اند.
به طور تقریبی صد تریلیون میکروبدرون شما زندگی می کنند. و ما به این، میکروبیوم شما می‌گوییم. شبیه دنیای کوچکی است که درون شما زندگی می‌کند. در واقع، بیشتر به یک جهان شباهت دارد. صد تریلیون یعنی اگه شما چمنی را بردارید و برای هر میکروبدرون روده‌تان یکی بکارید می‌توانید یک میلیونزمین فوتبال را پر کنید. پس بطور باور نکردنی پیچیده است. ولی جالب است که بدانید، همانطور که بدنهای ما با زندگیدر جامعه مدرن سازگار شده‌اند، ما برخی از میکروب‌های معمولخود را از دست می‌دهیم. و در عین حال، بیماری‌های زیادی مرتبط به روده وجود دارند که به شدت در کشورهای توسعه یافتهجهان رشد کردند. و احتمالا خیلی از شما کسی را می‌شناسید که از چاقی مفرط رنج می‌برد، دیابت‌، بیماری کرون یا کولیت زخمی آلرژی و آسم. هر کدام از این بیماری‌ها و خیلی دیگر که به متابولیسمو خود ایمنی مربوط هستند به ازدست دادن تنوع سالم در روده ما مرتبط هستند.
در آزمایشگاه، اولین نشانه این را وقتی یافتیم که روی نخستی‌سانان غیر-انسان مطالعه می‌کردیم. ما می‌خواستیم بدانیم که چه اتفاقی برای میکروبیوم یک میمون می‌افتد وقتی از جنگل به باغ وحش می‌روند. آیا میکروبیوم‌شان تغییر می‌کند؟یا حشرات جدید می‌گیرند؟ آیا تعدادی را از دست می‌دهند؟وضع‌شان بهترمی‌شود یا بدتر؟ ما دو گونه مختلف را در جنگل تعقیب کردیم یکی در ویتنام، دیگری در کاستاریکا. بعد دی‌ان ای آنها رااز روی مدفوع‌شان به توالی چیدیم. این روشی است که در آزمایشگاه تحقیقاتی منمیکروبیوم را مطالعه می‌کنیم. و چیزی که در دی‌ان‌ای آنهاپیدا کردیم این بود که در حیات وحش، این دو گونه مجموعه‌های کاملامتفاوتی از میکروب‌ها داشتند. مثل اثر انگشت برای گونه‌ها است. ولی در باغ وحش آنها بیشتراین تنوع را از دست داده‌اند و مجموعه‌های جدیدیاز میکروب‌ها را پیدا کردند.
خب این خیلی عجیب بود. ما دو مجموعه مختلف از میکروبیوم داشتیم. در حیات وحش، یک جنگل بارانیشاداب گرمسیری را تصور کنید که در روده میمون زندگی می‌کرد. این همان تنوعی است که مادرباره‌اش صحبت می‌کنیم. بعد در باغ وحش، تنوع را از دست داده‌ایم. جنگل بارانی را تصور کنید که کاملا سوخته و توسط چند گونه تهاجمی تصاحب شده. این همان میکروبیومی است کهدر یک نخستی‌سان اسیر شده وجود دارد. حال در عین حال، خیلی از حیوانات باغ وحشحال‌شان خوب نیست. آنها مشکلاتی مثل چاقی تلف شدن، التهاب روده‌، اسهال و نفخ دارند. و بضی از آنها به سختی زنده می‌مانند.
البته ما خیلی مشتاق بودیم که بفهمیم آن گونه‌های تهاجمی خود خوانده که باغ وحشرا تصاحب می‌کنند چه گونه‌هایی هستند. پس به سراغ دی‌ان‌ای رفتیم وچیزی که نشان داد این بود که هر میمونی در باغ وحش تحت سلطه باکتروئیدس و پری‌وتلا است. همان میکروب‌هایی که ما بهعنوان انسان، درون روده داریم.
می‌خواستیم راهی را پیدا کنیم تا این را تجسم کنیم. از ابزارهای اکولوژیچند متغیره‌ای استفاده کردیم تا همه میکروبیوم‌هایی را که مطالعه می‌کردیم روی یک محور قرار دهیم. و چیزی که اینجا می‌بینیدنمودار فاصله‌ای است که هر نقطه، میکروبیوم حیوانمتفاوتی را نشان می‌دهد. پس هر نقطه نمایانگر باغ وحش کاملیاز میکروب‌هاست. و میکروبیوم‌هایی که میکروب‌های مشترک زیادی دارند نزدیک به هم هستند. و میکروبیوم‌هایی که متفاوتند از هم جدا هستند. پس این به شما نشان می‌دهد که دو گروه سمت چپ میمون‌های وحشی هستند. در بالا سمت چپ،میمون‌های در حال انقراض هستند که به نام دوک پا قرمز در ویتنام نامگذاری شده‌اند. و در پایین سمت چپ میمون‌هاییاز کاستاریکا هستند. بنابراین می‌بینید که آنها میکروبیوم کاملا متفاوتی در حیات وحش دارند. سپس همان دونوع میمون در باغ وحش همگرا می‌شوند. بنابراین میکروبیوم آنها تغییر می‌کند و بیشتر شبیه یکدیگر می‌شوند، اگر چه این باغ وحش‌ها در قاره‌های مختلف، مناطق مختلف جغرافیایی هستندو رژیم غذایی مختلف هستند.
بعد، برخی از نخستی‌سانان را مطالعه کردیم. به نظرتان چه گروه از نخستی‌سانان حتی از انواع وحشی در قیاس با آنهایی که گرفتار شده‌اند، متفاوت‌تر هستند؟ انسانهای مدرن، این‌ها انسانهایی هستند که در کشورهای درحال توسعه زندگی می‌کنند. پس آنها متفاوت‌تر از نخستی‌سانانی هستند که در حیات وحش هستند تا آنهایی که در باغ وحش هستند.
و آخرین گروهی که مطالعه کردیمکه در سمت راست است، اهالی ایالات متحده هستند. و وقتی که این ارقام را دیدم، مو به تنم سیخ شد. چون یک راه برای فکر کردن بهآن این بود که: اوه چه جالب. میمون‌های در قفس در حال تبدیل شدن به آمریکایی‌ها هستند.
(خنده)
اما رویکرد دیگر این است که آمریکایی‌ها شبیه میمون‌های در قفس هستند. وقتی داشتم به این تصویر در کامپیوترم نگاه می‌کردم خبردار شدم کهچهار عدد از دوک‌های پا قرمز بر اثر بیماری روده در باغ وحش فوت کرده‌اند. بنابراین برای برخی از این حیوانات داشتن میکروب مناسب درون بدن‌شان دلیل بقای آنها است.
اینجا به بخش انسانی داستان می‌رسیم. بدیهی است که، میکروبیوم‌هایی که در ایالات متحده هستند به کرات مثل میکروبیوم‌های باغ وحشباعث مرگ نمی‌شوند، اما خطر ابتلای بالا به چاقی‌مفرط، دیابت، و تعدادی از بیماری‌های دیگر را داریم. و اینها فقط برای مردمی نیستکه نسل‌های طولانی در آمریکا زندگی می‌کنند، همچنین مهاجران و پناهندگان، که، بیشتر مهاجران و پناهندگان، با متابولیسم سالم به آمریکا می‌رسند، و بعد طی چند سال، به اندازه سایر آمریکایی‌هادر معرض چاقی و دیابت قرار می‌گیرند. ما با دو گروه در مورد این موضوع بحث کردیم که از جنوب شرقی آسیا به آمریکا آمده‌اند: همونگ‌ها که در اواسط دهه ۱۹۷۰به عنوان پناهنده بعد از جنگ ویتنام و جنگ مخفی ایالات متحدهدر لائوس به آمریکا آمده؛ و کارن‌ها که اخیرا به عنوانپناهنده از میانمار آمده‌اند. خب ما برای چندسال با این جوامع محلی و پزشکان کار کرده‌ایم که اتفاقی را مطالعه کنیم که برایمیکروبیوم‌های همونگ‌ها و کارن‌ها می‌افتد، وقتی مردم از اردوگاه‌های پناهندگان و روستاهای تایلند به آمریکا می‌آیند. و آنچه که متوجه شدیم این است که وقتی مردماز این گروه‌ها به آمریکا می‌آیند، تقریبا کسر زیادی ازمیکروبیوم‌شان را از دست می‌دهند، چیزی حدود ۲۰ درصد، و کسانی‌ که به آمریکا می‌آیند و چاق می‌شوند حدود یک سوم میکروب‌شان را از دست می‌دهند.
خب ما می‌دانیم رفتن به آمریکا کافی است تا باعث تغییر چشمگیری در میکروبیوم شما شود، احتمالا نه تغییری برای بهتر شدن. آیا در واقع این میکروب‌هاباعث چاقی می‌شوند؟ یا چاقی باعث تغییر میکروب‌ها می‌شود؟ این چیزی است که دنبال آن هستیم، و شواهدی که در آزمایشگاه ما و تعدادی از آزمایشگاه‌هایسراسر جهان وجود دارد به ما می‌گوید که تغییرات خاصی در میکروبیوم واقعا به چاقی و تعدای بیماری‌های مدرنو تقریبا غربی شده ختم می‌شوند.
خبر خوب این است که میکروبیوم شمادر واقع می‌تواند تغییر می‌کند. برخلاف ژنتیک شما این موجودی زنده است که نفس می‌کشد. و درحال حاضر بخش وسیعی از تحقیقات در حال انجام است برای درک بهتر اینکه چگونه می‌توانیممیکروبیوهایمان را بازگردانی کنیم وقتی که از دست می‌روند. با استفاده از رژیم غذایی، با استفاده از میکروب‌های زنده. و در واقع یکی از مراحل دیگر برای ما جمع‌آوری و حفظ میکروب‌هااز افراد سالم در سراسر جهان است تا بتوانند به عنوان دارایی‌های فرهنگیبرای آن گروه‌ها حفظ شوند تا بطور بالقوه از آنها حفاظت کننددرحالی که آنها با جامعه مدرن سازگارمی‌شوند، و برای حفاظت از نسل‌های آینده که در حال حاضر با هر نسل، خطر ابتلای بیشتریبه این بیماری‌ها پیدا می‌کنند.
من مشتاق آینده‌ای هستم که ابزارهای مورد نیاز برای بازگردانی و احیای میکروبیوم‌هایمان را داشته باشیم، و در آن دنیا میمون‌ها شادتر و سالم‌تر زندگی خواهند کرد، و ما هم همین‌طور.
(تشویق)