A Baktériumok Világítélete Vault építési tervében

A norvég szigetcsoport Svalbard jégbarlangoknak, szánhúzó kutyáknak és még jegesmedvéknek is ad otthont, de amiről vitathatatlanul a legismertebb, az a Globális Magvaktár, egy hatalmas magbank közvetlenül egy fagyos hegy oldalába építették. Az ötlet az, hogy ha a világot valamiféle pusztító katasztrófa éri, amely más génbankokat, Svalbard páncéltermeit is kiirtja. tartalékként működne, és lehetővé tenné az emberiség számára, hogy újra benépesítse a világot fontos növényfajokkal, például alapnövényekkel és gyógynövényekkel gyógynövények.

De a magvak nem az egyetlen része a természetes világnak, amelyről érdemes lehet biztonsági másolatot készíteni. A közelmúltban a tudósok elkezdték fontolóra venni egy hasonló világvége-boltozat felépítésének előnyeit a fontos mikrobák számára – ha úgy tetszik, Noé bárkája a baktériumok számára.

Amikor Dr. Maria Gloria Dominguez-Bello, a Rutgers Egyetem mikrobiológusa hallott a magtárolásról, a párhuzamok felugrottak nála – mondta a Digital Trendsnek. "Annyira nyilvánvaló volt, és nagyon érdekelt az ötlet, hogy valami ilyesmit tegyek a mikrobiomért" - mondta.

A mikrobiotád és te

A mikrobióta az összes mikroorganizmus - beleértve a baktériumokat, vírusokat és gombákat is -, amelyek egy adott környezetben, például a bőrben vagy a gyomor-bélrendszerben találhatók. A mikrobiom azokra a mikroorganizmusokra és génjeikre utal. Számos tényező befolyásolja ezeknek a mikrobáknak a keverékét a bélben, beleértve mindkettőt örökletes és környezeti alkatrészek. Kutatások arról, hogy a mikrobiota hogyan befolyásolja az emberi egészséget még viszonylag új, de úgy gondolják, hogy szerepet játszanak az immunrendszerben, az enzimszintézisben és az összetett szénhidrátok emésztésében.

Egyes kutatók az ipari területeken élő emberek mikrobiotájának módjait tanulmányozzák különböznek azoktól vidéken vagy távoli területeken. Az étrend, a környezetszennyezés, a gyógyszerek, a higiénia és a városi környezet egyéb jelzői megmutathatják ezeket a változásokat a mikroorganizmusokban. Miközben a vizsgálatok azt mutatták ilyen különbségek vannak, még nem teljesen világos, hogy ezek a változások okozzák-e a krónikus betegségek, például a cukorbetegség vagy a szívbetegségek növekedését.

Dominguez-Bello mégis aggódik amiatt, hogy a mikrobiota kutatásának érlelésével a szakemberek veszíthetnek a hagyományosabb életmódot folytató és változatos bennszülött lakosságtól származó értékes adatok alapján mikrobióta. „Mire jobban tudjuk, ha most nem őrizzük meg, akkor már nem is lesz” – mondta.

Sürgős esetben

Mivel szülőhazájában, Venezuelában és Puerto Ricóban is dolgozott, Dominguez-Bello első kézből tudja, milyen veszélyeket jelentenek a politikai nyugtalanságok és az éghajlati fenyegetések a mintagyűjteményekre. 2012-ben a New York-i Egyetemre költözött, ahol mindössze egy hónap után lecsapott a Sandy hurrikán. Neki és csapatának fejlámpákkal kellett bemennie a laborba, hogy kimentsék a mintákat. „A saját bőrömben éltem át, mennyire sebezhetőek az egyéni gyűjteményeink” – mondta.

Miután felvette a kapcsolatot a Svalbard projektben részt vevő kutatókkal, Dominguez-Bello megkezdte a tudósok összegyűjtését a saját területén, hogy megvizsgálják a mikrobióta tároló létrehozásának lehetőségét. Ez év június közepén megvalósíthatósági tanulmány két független ügynökség, az EvalueScience és az Advocacy úgy találta, hogy a javaslat „nagy jelentőségű és lehetséges." Dominguez-Bello úgy látja, hogy a tanulmány befejezése a projektet a terhességi időszakról az újszülöttre helyezi át. fázis. A következő lépések több bizottság megalakítása, amelyek a tájékoztatással és a jótékonykodással foglalkoznak; véglegesítse a trezor elhelyezkedését, finanszírozását, technikai kérdéseit; az oktatás és a nemzetközi kapcsolatok javítása; és más területeken.

Számos mikroorganizmus-gyűjtemény létezik már világszerte, köztük a American Gut Project, Asia Microbiota Bank, és a Million Microbiome of Humans Project. Az egyik fő lépés az lesz, hogy meggyőzzük az ilyen bankok vezetőit, hogy adjanak át mintákat tartalék tárolásra. Egy másik cél több helyi gyűjtemény létrehozásának ösztönzése, különös tekintettel az őslakos csoportokra.

„A helyi gyűjtemények rendkívül fontosak, mert a helyi gyűjtemények az élő gyűjtemények” – mondta Dominguez-Bello. Ezeket a mintákat kutatásra és együttműködésre lehetne felhasználni, extra anyagokkal pedig hosszú távú tároláshoz a páncélszekrényben. Egy napon a trezorban több százezer minta tárolható, de a kísérleti program néhány ezerrel indulna.

A trezor résztvevői több országban, köztük Peruban, Bolíviában és Indonéziában is felvették a kapcsolatot. „És az oktatáson keresztül tervezzük ezt megtenni” – mondta Dominguez-Bello.

A terv az, hogy különböző országok egyetemeivel együttműködve tanítsák meg a helyi tudósokat a mikrobiomról, miért van szükség ilyen gyűjteményekre, és hogyan gyűjtsenek és őrizzenek mintákat. „Ez több, mint mikrobiológia” – mondta Dominguez-Bello. "Ez egyben antropológia és etika is." A helyi szakértőkkel való kapcsolatfelvétel révén a külföldi egyetemek megtennék könnyebben találhatja ki a törvényeket és az engedélyeket, valamint kommunikálhat az őslakosokkal csoportok. Az első 10 napos tanfolyamot Peruba tervezték, de ez a COVID-19 előtt volt.

A helyi orvosi csoportok vagy antropológusok is ismerik a terület egyedi kihívásait, például, hogy az elektromosság elég megbízható-e a minták hűtéséhez. A hosszú távú megőrzés más kihívásokat jelent, mint az élő minták. A megvalósíthatósági tanulmány elismerte, hogy sok minden van a mikroorganizmusok ilyen tárolásra való felkészítésében, amit a kutatók nem értenek. Egyes módszerek megőrizhetnek bizonyos organizmusokat, míg másokat elpusztítanak.

A páncélszekrény két lehetséges módszere a mélyhűtés folyékony nitrogénnel és a liofilizálás vagy fagyasztva szárítás. Míg a folyékony nitrogén az arany standard, Dominguez-Bello szerint a fagyasztva szárított mintákhoz nem lenne szükség elektromos áramra, ha kellően hideg helyen tárolnák őket. A mikrobiota trezor szervezői vagy Svájcot vagy Norvégiát, vagy esetleg mindkét helyet fontolgatják. A megvalósíthatósági tanulmány szerzői azt javasolták, hogy a fagyasztva szárított minták potenciálisan a Svalbard magvakolatban tarthatók.

Etikai kérdések

Ellentétben a magvakkal teli trezorral, az emberi minták gyűjtése és megőrzése etikai és adatvédelmi aggályokkal jár. A gyűjtemények tárolásának és beszerzésének országában a törvények eltérőek lehetnek. Például néhány ország – köztük Svájc és Norvégia – része a Nagojai Jegyzőkönyv, egy nemzetközi megállapodás, amely megpróbálja igazságosan megosztani a genetikai kutatásból származó előnyöket. Még mindig vita tárgyát képezi, hogy a mikrobióta minták e megállapodás hatálya alá tartoznak-e.

Ettől függetlenül Dominguez-Bello úgy véli, hogy minden intézmény, amely profitálni szeretne ezekből a mikrobióta mintákból – például egy új probiotikum létrehozásával – felelősséggel tartozik a releváns adományozó közösségek felé minták. "Etikai kötelesség van azokkal az emberekkel szemben, akik a baktériumok forrásai voltak" - mondta. Például a kutatók segíthetnek iskolák újjáépítésében, vagy egészségügyi felszerelést biztosíthatnak egy adott terület szükségletei alapján. „Tenned kell valamit a javáért, a közösségük egészének jólétéért” – mondta.

A trezornak egyensúlyt kell teremtenie az adatok nyílt megosztása között, miközben megőrzi a magánéletet, nemcsak az egyének, hanem potenciálisan az egész közösségek magánéletét is. Ha a populációk elég kicsik, még az életkor megadása is azonosíthatóvá teheti őket.

Ugyanakkor az értéktár célja egy hálózat kialakítása, ösztönözve a kutatók közötti együttműködést. „Úgy gondolom, hogy ez nagyon szorosan összefügg nemcsak diákjaink oktatásával – az Egyesült Államok vagy Franciaország vagy Svájc, Svédország vagy Norvégia tudósainak jövő nemzedékével. Portugáliában – de olyan országokban is, ahol minimális a laboratóriumokhoz és berendezésekhez való hozzáférés – mondta Dominguez-Bello, aki hozzátette, hogy „ki kell bővítenünk a tudományos közösséget, őket. Szerintem a mikrobiom tökéletes színtér erre.”