حمیده احمدیان راد
ما همان چیزی هستیم که می خوریم، اما «ما چه هستیم؟» اخیراً با استفاده از تکنیک های قوی تجزیه و تحلیل ژنوم مشخص شده که تعداد 1000 گونه تک سلولی مختلف در آرامشی نسبی، با هم داخل هر روده انسان سالمی زندگی می کنند. به کل محتوای ژنتیکی یک سلول شامل دی ان ای هسته، کلروپلاست و میتوکندری ژنوم گفته می شود.
به ازای هر سلول انسانی در بدن ما، ده سلول میکروبی وجود دارد که بیشتر آنها در روده زندگی می کنند و به ما در هضم چیزهایی که خودمان نمی توانیم هضمشان کنیم کمک می کنند. این را جاستین سوننبرگ استادیار میکروبیولوژی و ایمونولوژی مدرسه پزشکی دانشگاه استنفورد می گوید. به نوبه خود ثابت شده آن چه که ما می خوریم یکی از عوامل اصلی سازنده اجزای درون ما می شود که جامعه باکتری هایی که در روده ما زندگی می کنند از جمله آنها هستند.
ترکیبات نسبی تشکیل دهنده اکوسیستم میکروبی همه افراد با هم متفاوت است و پیامدهای بالقوه ای برای سلامتی آنها دارد. اکوسیستم به مجموعه جانداران یک محیط به همراه کلیه عوامل تشکیل دهنده آن محیط اطلاق می شود. اختلالاتی مانند بیماری التهابی روده، سرطان کولورکتال و حتی مرض چاقی به توزیع میکروب های روده ای پیوند خورده اند.
دانشمندان امیدوارند زمانی به عنوان راهی برای درمان بیماری ها و ارتقای وضع سلامت بتوانند در جمعیت میکروبی روده، دستکاری کنند. یک گام مهم برای رسیدن به این هدف آمارگیری های ژنومی است تا بدین وسیله بتوان اجزای در حال تعامل جامعه باکتریایی هر فرد را گروه بندی و شمارش کرد و مشخص کرد که آنها چگونه به مواردی مانند تغییر رژیم غذایی پاسخ می دهند. البته این کار، کار کوچکی نیست. چراکه تعداد ژن های مجموعه میکروارگانیسم هایی که در یک روده معمولی هستند افزون بر صد میلیون تا است. در مقابل 20 هزار ژن انسانی شناسایی شده اند.
اما سوننبرگ و همکارانش راهی برای این کار پیدا کرده اند. به این ترتیب که آنها نقطه شروع را یک گروه کوچک از ژن های باکتریایی قرار داده اند و بدین ترتیب اکثر آنها را نادیده گرفته اند. با این روش آنها می توانند پیش بینی کنند که میکروب ها چگونه به تغییرات تغذیه ای پاسخ می دهند. این نتایج پتانسیل میان رشته جدید پری بیوتیک ها Prebiotics را آشکار می کند. پری بیوتیک ها عناصر غیر قابل هضم مواد غذایی هستند که باعث تحریک رشد و یا فعالیت باکتری های موجود در دستگاه گوارش می شوند. پری بیوتیک ها در تضاد با پروبیوتیک ها هستند که دانه هایی با ارگانیسم باکتریایی سالم به شمار می روند. میان رشته ای پری بیوتیک شامل اضافه کردن موادی به رژیم غذایی است تا ترکیب میکروب های روده در جهت سلامتی انسان تغییر کند.
محققان در جریان این مطالعه مدل بسیار ساده شده اکوسیستم میکروبی داخلی پستانداران را مورد استفاده قرار دادند تا ثابت کنند که با نگاه کردن به یک گروه از ژن های میکروبی، می توانند پیش بینی کنند که چگونه تغییر در رژیم غذایی ترکیبات میکروبی روده را تغییر دهد.
گروه سوننبرگ دو گونه مختلف باکتری را معرفی کردند که به وفور هم در دستگاه گوارش انسانی و هم در موش هایی که در یک محیط استریل شده بزرگ شده اند و به عنوان موش های از میکروب آزاد شناخته می شوند یافت می شود. سپس آنها به موش یک رژیم غذایی غنی به ویژه غنی از کربوهیدرات پیچیده دادند که که اینولین نامیده می شود و در گیاهان پیازی ای مانند پیاز، سیر یافت می شود. این کربوهیدرات را افرادی که عقیده دارند موجب تکثیر باکتری های مفید برای سلامتی می شود به به صورت وسیعی به عنوان مکمل پری بیوتیک (به عنوان مثال در ماست) مورد استفاده قرار می دهند. ما انسان ها نمی توانیم اینولین را خودمان هضم کنیم. اما بعضی از باکتری ها با ژن هایی تجهیز شده اند که قابلیت برش آنها را دارند. چنان که پیش بینی می شد با دادن اینولین به موش این گونه های باکتریایی که اینولین را هضم می کنند در روده موش بر گونه های غیر هضم کننده اینولین غالب شدند.