w listopadzie 2022 r. Szwajcarscy naukowcy otworzyli niecierpliwie wyczekiwaną paczkę z wiejskiej Etiopii. Było pełno gówna.
Przez dwa miesiące badacz zdrowia publicznego Abdifatah Muhummed zbierał próbki kału od dzieci z odległej społeczności pasterskiej w regionie Somalii w Etiopii, w ramach globalnych wysiłków mających na celu skatalogowanie i zachowanie różnorodności ludzkich bakterii jelitowych. Podzielił każdą próbkę na cztery probówki, zamroził je w temperaturze –80 stopni Celsjusza i wysłał dwie z nich do Europy.
W przewodzie pokarmowym żyją biliony bakterii, grzybów i innych drobnoustrojów. Wiele z nich jest korzystnych dla zdrowia człowieka – na przykład wpływając na nasz metabolizm i układ odpornościowy. Ale ich różnorodności zagraża uprzemysłowienie, urbanizacja i zmiany środowiskowe.
Kiedy Muhummed przeanalizował niektóre z zebranych próbek – hodując je na szalkach Petriego i dodając barwnik, aby były widoczne pod mikroskopem – był zdumiony, znajdując oznaki oporności na antybiotyki, nawet w próbkach pobranych od dzieci, które nigdy nie były narażone do nowoczesnych antybiotyków.
To jeden z powodów, dla których naukowcy chcą stworzyć globalny biobank – arkę Noego drobnoustrojów – i na stałe przechowywać próbki z całego świata, zanim będzie za późno. „Oczywiście trudno jest konkretnie powiedzieć, co tracimy”, mówi mikrobiolog Adrian Egli, który mieszka w Zurychu i jest częścią zespołu uruchamiającego projekt Microbiota Vault.
Próbki kału pasterzy są szczególnie interesujące dla naukowców, ponieważ dieta wpływa na ludzki mikrobiom. „Ich styl życia jest zupełnie inny niż ludzi mieszkających w miastach lub na obszarach miejskich”, mówi Muhummed, doktorant, który zebrał ponad 350 próbek w ramach współpracy między Uniwersytetem Jigjiga, Szwajcarskim Instytutem Zdrowia Tropikalnego i Publicznego oraz Uniwersytetem im. Bazylea.
Pasterze używają mleka jako podstawowego pożywienia, więc ich dieta jest bogata w kwasy tłuszczowe. Jednak do tej pory pasterze rzadko byli badani w badaniach nad zdrowiem, ponieważ są z natury koczownikami, przenosząc swoje stada owiec, kóz i wielbłądów na nieliczne pastwiska pozostawione po latach suszy w Afryce Wschodniej. Mają niewielki dostęp do opieki medycznej.
Ponieważ coraz więcej ludzi przenosi się do miast, przyjmują nowe nawyki żywieniowe i są narażeni na inne środowisko. Według Muhummeda pasterze w Etiopii również zaczynają kupować więcej produktów spożywczych, takich jak ryż i makaron. Może to zmienić skład ich mikrobiomu i doprowadzić do wyginięcia wyspecjalizowanych bakterii żyjących w ich jelitach.
W skarbcu mikroflory dziesiątki tysięcy próbek kału pobranych od zdrowych ludzi z całego świata mogą pewnego dnia być trwale przechowywane, aby różne gatunki bakterii nie zostały całkowicie utracone. Można je nawet ożywić i hodować w celu leczenia chorób w odległej przyszłości.
Istnieją już dziesiątki banków kału i trwają liczne wysiłki naukowców mające na celu sekwencjonowanie ludzkich mikrobiomów, z których wszyscy mogą chcieć przechowywać swoje próbki w skarbcu jako kopię zapasową. Podobnie jak w przypadku arki Noego, współpracownicy badaczy podzieliliby swoje próbki na dwa okazy: jeden do skarbca, drugi do przechowywania na miejscu (dostawcy zachowują własność wszystkich próbek). „To dawanie i branie, korzystne dla obu stron. Zapewniamy infrastrukturę, ale w pewnym momencie uzyskujemy również dostęp do danych sekwencjonowania”, mówi Egli. Z drugiej strony zespół projektu Microbiota Vault ma na celu udokumentowanie i opublikowanie danych sekwencjonowania w znormalizowanej formie, aby ułatwić międzynarodowe badania.
Nadal nie wiadomo, gdzie zostanie zbudowana rzeczywista przechowalnia – obecnie tylko zamrażarka w laboratorium Egli na Uniwersytecie w Zurychu: może stać się częścią Svalbard Global Seed Vault w Norwegii lub znajdować się w przebudowanym bunkrze wojskowym w Alpach; Stabilność polityczna Szwajcarii, dobra infrastruktura i powiązania z międzynarodowymi agencjami, takimi jak Światowa Organizacja Zdrowia w Genewie, czynią z niej odpowiedniego kandydata. 1 milion dolarów dofinansowania pokryje fazę pilotażową projektu do 2024 roku.
Aby zrealizować swoją wizję, Egli i jego współpracownicy muszą najpierw przetestować, które techniki zamrażania i konserwanty są najlepsze, aby utrzymać bakterie przy życiu w dłuższej perspektywie. Przekonają się o tym, gdy pierwsza partia próbek zostanie rozmrożona i ponownie zsekwencjonowana po dwóch latach. „Wtedy możemy powiedzieć, która metoda najlepiej zachowuje różnorodność drobnoustrojów” – mówi.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w brytyjskim magazynie WIRED ze stycznia/lutego 2023 roku.
