Унутар плана за изградњу трезора Судњег дана за бактерије

Норвешки архипелаг Свалбард је дом ледених пећина, паса саоница, па чак и поларних медведа, али оно по чему је вероватно најпознатији је Глобални семенски трезор, огромна банка семена уграђен директно у страну залеђене планине. Идеја је да ако свет доживи неку врсту разорне катастрофе која збрише друге банке гена, Свалбардов трезор деловало би као резерва и омогућило човечанству да поново насели свет важним биљним врстама, као што су основни усеви и лековити биље.

Али семе нису једини део природног света за који бисмо можда желели да чувамо резервне копије. Недавно су научници почели да разматрају предности изградње сличног трезора судњег дана за важне микробе - Нојеве барке за бактерије, ако хоћете.

Када је др Марија Глорија Домингез-Бело, микробиолог са Универзитета Рутгерс, чула за складиштење семена, паралеле су јој искочиле, рекла је за Дигитал Трендс. „Било је тако очигледно и постала сам веома заинтересована за идеју да урадим тако нешто за микробиом“, рекла је она.

Ваша микробиота и ви

Микробиота су сви микроорганизми - укључујући бактерије, вирусе и гљивице - који се налазе у одређеном окружењу, попут коже или гастроинтестиналног тракта. Микробиом се односи на те микроорганизме и њихове гене. Многи фактори утичу на мешавину ових микроба унутар црева, укључујући оба наследан и еколошки компоненте. Истраживање о томе како микробиота утиче на здравље људи још увек релативно нова, али се сматра да играју улогу у имунолошком систему, синтези ензима и варењу сложених угљених хидрата.

Неки истраживачи проучавају начине на које се микробиота људи у индустријским подручјима разликују од оних у руралним или удаљеним подручјима. Исхрана, загађење, лекови, санитарни услови и други маркери урбаних средина могли би да испоље ове промене у микроорганизмима. Док су студије показале да такве разлике постоје, још није потпуно јасно да ове промене доводе до повећања хроничних стања, као што су дијабетес или болести срца.

Ипак, Домингуез-Белло је забринут да ће како истраживања микробиоте сазревају, њени практичари можда губе на основу драгоцених података аутохтоног становништва са традиционалнијим и разноврснијим начином живота микробиота. "Док будемо знали боље - ако сада не сачувамо, нећемо га имати", рекла је она.

У случају нужде

Пошто је радила у својој родној Венецуели и Порторику, Домингуез-Белло из прве руке зна опасности које политички немири и климатске претње представљају за колекције узорака. Године 2012. преселила се на Универзитет у Њујорку, где је после само месец дана погодио ураган Сенди. Она и њен тим морали су да уђу у лабораторију са фаровима да спасу узорке. „Живела сам, на својој кожи, колико су наше појединачне колекције рањиве“, рекла је она.

Након што је контактирала истраживаче укључене у пројекат Свалбард, Домингуез-Белло је почела да окупља научнике у свом пољу како би сагледала потенцијал стварања трезора микробиоте. Средином јуна ове године, студија изводљивости из две независне агенције, ЕвалуеСциенце и Адвоцаци, утврдиле су да је предлог „од великог значаја и потенцијал.” Домингуез-Белло види завршетак студије као померање пројекта са гестације на новорођенче фаза. Следећи кораци су формирање неколико комитета посвећених ширењу и филантропији; финализирати локацију трезора, финансирање, техничка питања; унапредити образовање и међународне односе; и друге области.

Већ постоји велики број колекција микроорганизама широм света, укључујући Америцан Гут Пројецт, Азијска микробиота банка, анд тхе Пројекат милион микробиома људи. Један од главних корака биће убеђивање управника таквих банака да предају узорке за резервно складиштење. Други циљ је подстицање стварања више локалних колекција, посебно староседелачких група.

„Локалне колекције су изузетно важне јер су локалне колекције живе колекције“, рекао је Домингуез-Белло. Ови узорци би се могли користити за истраживање и сарадњу, са додатним материјалом припремљеним за дуготрајно складиштење у трезору. Једног дана, трезор би потенцијално могао да садржи стотине хиљада узорака, али пилот програм би почео са неколико хиљада.

Учесници трезора су почели да успостављају контакте у неколико земаља, укључујући Перу, Боливију и Индонезију. „А начин на који то планирамо да урадимо је кроз образовање“, рекао је Домингуез-Белло.

План је да се успостави партнерство са универзитетима у различитим земљама како би се локални научници научили о микробиому, зашто су такве колекције потребне и како прикупити и сачувати узорке. „Ово је више од микробиологије“, рекао је Домингуез-Белло. "Ово је такође антропологија и етика." Повезивањем са домаћим стручњацима страни универзитети би потенцијално ће им бити лакше да сазнају законе и дозволе, као и да комуницирају са староседеоцима групе. Први десетодневни курс био је заказан за Перу, али то је било пре ЦОВИД-19.

Локални медицински тимови или антрополози такође ће бити упознати са јединственим изазовима у области, попут тога да ли је струја довољно поуздана да задржи узорке хладним. Дуготрајно очување представља различите изазове од живих узорака. Студија изводљивости је признала да постоји много тога о припреми микроорганизама за такво складиштење што истраживачи не разумеју. Неке методе могу сачувати одређене организме док убијају друге.

Две потенцијалне методе за трезор су криопрезервација, течним азотом, и лиофилизација, или сушење замрзавањем. Док је течни азот златни стандард, Домингуез-Белло је рекао да лиофилизовани узорци не би захтевали струју, ако би били ускладиштени у довољно хладном простору. Организатори трезора микробиоте разматрају или Швајцарску или Норвешку, или потенцијално обе локације. Аутори студије изводљивости сугеришу да би се лиофилизовани узорци потенцијално могли чувати у трезору за семе на Свалбарду.

Етичка питања

За разлику од трезора пуног семена, уз прикупљање и задржавање људских узорака постоје етички проблеми и бриге о приватности. Закони у обе земље у којима се чувају и набављају колекције могу се разликовати. На пример, неке земље — укључујући Швајцарску и Норвешку — су део Протокол из Нагоје, међународни споразум који покушава да на прави начин подели користи које произилазе из генетских истраживања. Још увек се расправља о томе да ли узорци микробиоте потпадају под овај споразум.

Без обзира на то, Домингуез-Белло верује да свака институција која се нада да ће профитирати од ових узорака микробиоте - на пример, стварањем новог пробиотика — има одговорност према заједницама које су донирале релевантне Узорци. „Постоји етичка обавеза према људима који су били извор тих бактерија“, рекла је она. На пример, истраживачи би могли да помогну у обнови школа или обезбеде медицинску опрему, на основу потреба одређене области. „Морате учинити нешто за добро, за добробит њихове заједнице у целини“, рекла је она.

Трезор ће такође морати да избалансира отворено дељење података уз очување приватности, не само појединаца већ потенцијално читавих заједница. Када су популације довољно мале, чак и навођење старости особе може их учинити препознатљивим.

У исто време, трезор треба да подстакне мрежу, подстичући сарадњу између истраживача. „Мислим да је ово веома блиско повезано са образовањем не само наших ученика – будуће генерације научника САД или Француске или Швајцарске или Шведске или Норвешке или Португал — али и“ у земљама са минималним приступом лабораторијама и опреми, рекао је Домингуез-Белло, који је додао да морамо „проширити научну заједницу како бисмо укључили њих. Мислим да је микробиом савршена арена за то.”