Naukowcy stworzyli od podstaw pierwszy syntetyczny ludzki mikrobiom

• Naukowcy mają nadzieję, że nowe badania zrewolucjonizują analizy nad mikrobiomem jelitowym, dzięki czemu biolodzy otrzymają innowacyjny model bazowy dla przyszłych eksperymentów. 
• Mikrobiom odgrywa niezwykle istotną rolę we wszystkich aspektach naszego życia, wpływa on m.in. na działanie leków, czy na modulowanie ludzkiego układu odpornościowego. 
• Co ciekawe, nie ma na świecie dwóch osób o dokładnie tym samym składzie mikrobiomu jelitowego. Trudno było zatem przełożyć odkrycia, które dotyczyły wpływu poszczególnych bakterii na mechanizmy metaboliczne, na rzeczywiste terapie kliniczne dla ludzi.

Michael Fischbach, współautor badań i dyrektor Stanford Microbiome Therapies Initiative (MITI), powiedział, że podstawą przeprowadzonych badań było opracowanie obiektywnego modelu mikrobiomu jelitowego, aby zrozumieć jakie konkretne "interwencje" prowadzą do korzystnych wyników zdrowotnych. Badania trwały aż pięć lat.

Pierwszym krokiem było przestudiowanie wcześniejszych badań nad mikrobiomem, aby uzyskać listę najbardziej rozpowszechnionych bakterii występujących u większości ludzi. Naukowcy skupili się na 104 gatunkach bakterii i nazwali tę listę hCom1. Badacze każdy gatunek bakterii wyhodowali oddzielnie, a następnie zmieszali je razem. Dalej, uzyskaną w ten sposób mieszankę wprowadzili do organizmu myszy, które były zdrowe i które rozwinęły się tak, że nie posiadały naturalnego mikrobiomu. Ten niezwykły "koktajl bakteryjny" okazał się stabilnym ekosystemem mikrobiologicznym. W trakcie dalszych obserwacji okazało się, że niektóre gatunki stały się bardziej rozpowszechnione niż inne, a 100 gatunków uzyskało "poziom równowagi". Metabolizm zwierząt przebiegał normalnie.

Kolejnym krokiem było wypełnienie tzw. luk bakteryjnych, czyli bakterii, których prawdopodobnie brakowało w pierwotnej mieszance. Naukowcy swoje dalsze badania oparli o teorię zwaną odpornością kolonizacyjną i postawili hipotezę, że wszystkie powstałe nisze bakteryjne zostaną wypełnione przez "wszczepienie" próbki z ludzkim kałem. Część badaczy obawiała się, że ludzki mikrobiom pochodzący z próbki całkowicie wyprze ten, który był stworzony sztucznie.

Eksperyment ten zakończył się sukcesem. W przeważającej części sztuczny mikrobiom wytrzymał "walkę" z ludzkim mikrobiomem. Dodatkowo stwierdzono, że około 20 nowych gatunków bakterii skolonizowało hCom1, a jedynie niewielka garstka bakterii zginęła. W sumie naukowcy zarejestrowali 119 szczepów bakterii, nazywając drugą generację mikrobiomu - hCom2.

- Myszy skolonizowane przez hCom2 wyglądają normalnie immunologicznie, mają podobne metabolity pochodzące z mikrobiomu i wywierają odporność kolonizacyjną przeciwko E. Coli.  (...) uważamy, że hCom2 (w obecnej formie) jest dobrym modelowym systemem mikrobiomu - powiedział Fishbach. Badacze mają nadzieję, że opracowali spójny model mikrobiomu do dalszych badań, który zostanie wykorzystany także przez innych naukowców. Zespół badawczy chce także, aby w przyszłości pacjenci otrzymywali przeszczepy zmodyfikowanych społeczności bakterii, które poprawiałyby ich stan zdrowia. Nowe badania zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Cell.