If I asked you to name a microbe that's living in your gut, many of you would probably say E. coli. A lot of people say this. It's the best-known of the gut microbes. But it turns out that E. coli is outnumbered in your gut about a thousand to one by other species, many of which you probably haven't heard of. These are Bacteroides; Prevotella is another example. Those are the two that dominate the modern human gut.
Se vos pedir para referirem um micróbio que viva nos intestinos, provavelmente, a maioria dirá "E.coli". Muita gente o conhece, é o micróbio intestinal mais conhecido. Mas acontece que o "E.coli" é ultrapassado, nos intestinos, em cerca de um para mil por outras espécies, muitas das quais provavelmente não conhecem. São os "Bacteroides"; os "Prevotellas" são outro exemplo. Estas duas espécies são as que dominam os intestinos humanos modernos.
There are about a hundred trillion microbes living inside you. We call this your microbiome, so it's like a little world living inside you -- actually more like a universe. A hundred trillion means if you took a blade of grass and planted it for every microbe living in your gut, that could fill a million football fields. So it's incredibly complex. But interestingly, as our bodies have been adapting to life in modern society, we're losing some of our normal microbes, and at the same time, there are quite a few diseases related to the gut that are skyrocketing in developed nations all around the world. And many of you probably know someone who suffers from obesity, diabetes, Crohn's disease or ulcerative colitis, allergies and asthma. Every one of these diseases and many others related to metabolism and autoimmunity are linked to a loss of healthy diversity in the gut.
Há cerca de cem biliões de micróbios que vivem dentro de nós. Chamamos-lhes o nosso microbioma, é um pequeno mundo que vive dentro de nós. ou melhor, um universo. Cem biliões significam que, se agarrarmos numa erva e a plantarmos, por cada micróbio que vive nos intestinos, isso podia encher um milhão de campos de futebol. É impressionantemente complexo. Mas, curiosamente, à medida que o nosso corpo se tem adaptado à vida na sociedade moderna, estamos a perder parte dos micróbios normais e, simultaneamente, há bastantes doenças relacionadas com os intestinos que aumentam drasticamente nos países desenvolvidos em todo o mundo. Muitos de nós conhecemos alguém que sofre de obesidade, de diabetes, de doença de Crohn ou de colite ulcerosa, de alergias ou de asma. Cada uma destas doenças e muitas outras relacionadas com o metabolismo e a autoimunidade, estão ligadas à perda da diversidade saudável nos intestinos.
My lab got our first indication of this when actually we were studying non-human primates. We wanted to find out what happens to a monkey's microbiome when they move from the jungle to a zoo. Does their microbiome change? Do they pick up new bugs? Do they lose some? Does it get better or worse? We tracked two different species in the jungle, one in Vietnam, one in Costa Rica, and then we sequenced the DNA from their stool. This is how we study the microbiome in my research lab. And what we found in the DNA is that in the wild, these two species had totally different sets of microbes. It was like a fingerprint for the species. But in the zoo, they had lost most of that diversity and had acquired some other set of microbes.
O meu laboratório observou indícios disto, pela primeira vez, quando estávamos a estudar primatas não humanos. Queríamos encontrar o que acontece ao microbioma de um macaco quando ele passa da selva para um jardim zoológico. O microbioma muda? Arranja novos micróbios? Perde outros? Fica melhor ou pior? Acompanhámos duas espécies diferentes na selva, uma no Vietname, outra na Costa Rica. Depois, sequenciámos o ADN nas suas fezes. É assim que estudamos o microbioma no meu laboratório de investigação. Descobrimos no ADN que, na vida selvagem, estas duas espécies tinham conjuntos de micróbios totalmente diferentes. Era como uma impressão digital para as espécies. Mas, no zoo, tinham perdido a maior parte dessa diversidade e tinham adquirido outro conjunto de micróbios.
So this was very curious. We've got these two different microbiomes. In the wild, picture a lush tropical rainforest living the guts of these monkeys. That's the kind of diversity that we're talking about. Then in the zoo, they've lost diversity. Picture a rainforest that's been burned to the ground and taken over by a few invasive species. That's more like the microbiome in a captive primate. Now, in the meantime, many of the animals in the zoo are not doing so well. They have issues with obesity, wasting, gastroenteritis, diarrhea, bloating, and some of them were barely holding onto their lives.
Isto foi muito curioso. Tínhamos estes dois microbiomas diferentes, na selva. Imaginem uma floresta tropical, luxuriante, a viver nos intestinos destes macacos. É o tipo de diversidade de que estamos a falar. Depois, no zoo, perderam a diversidade. Imaginem uma floresta tropical que foi arrasada por um incêndio e substituída por espécies invasivas. É mais parecida com o microbioma de um primata em cativeiro. Entretanto, muitos dos animais no zoo têm problemas de saúde. Têm problemas de obesidade, de evacuação intestinal, gastroenterites, diarreia, inchaços, e alguns deles mal conseguem sobreviver.
Now, of course, we were very interested to find out what are these so-called invasive species that are taking over in the zoo. So we went back to the DNA, and what the DNA told us is that every monkey in the zoo had become dominated by Bacteroides and Prevotella, the same microbes that we all have in our guts as modern humans.
Claro que estávamos muito interessados em descobrir que espécies invasivas eram essas que predominavam no zoo. Voltámos ao ADN e o ADN disse-nos que todos os macacos no zoo estavam dominados pelos "Bacteroides" e "Prevotellas", os mesmos micróbios que todos temos nos intestinos, enquanto seres humanos modernos.
We wanted to find a way to visualize this, and we used some tools from multivariate ecology to put all of the microbiomes we were studying onto an axis. And what you're seeing here is a distance plot where every point is a different animal's microbiome. So every point represents a whole zoo of microbes. And the microbiomes that have a lot of microbes in common are close to each other. The ones that are very different are farther apart. So this is showing you that the two groups of wild monkeys are over on the left. The top left are these highly endangered monkeys called the red-shanked douc in Vietnam. And at the bottom left are monkeys from Costa Rica. So you can see that they have totally different microbiomes in the wild. And then the same two species of monkey in the zoo are converging, so their microbiomes change and they become much more similar to each other, even though these are zoos on different continents, different geographical regions, and they're eating different diets.
Quisemos descobrir uma forma de visualizar isto e usámos ferramentas da ecologia multivariada para pôr num eixo todos os microbiomas que estávamos a estudar. O que vemos aqui é um gráfico de distância em que cada ponto é o microbioma de um animal diferente. Cada ponto representa um zoo completo de micróbios. Os microbiomas que têm muitos micróbios em comum estão perto uns dos outros. Os que têm muito diferentes estão muito distanciados. Isto mostra-nos que os dois grupos de macacos selvagens estão à esquerda. Em cima à esquerda estão os macacos em risco de extinção, os doucs-de-canelas-vermelhas do Vietname. Em baixo à esquerda estão os macacos da Costa Rica. Vemos que têm microbiomas totalmente diferentes, na vida selvagem. Depois, as mesmas duas espécies de macacos no zoo estão a convergir. Os microbiomas deles modificam-se e tornam-se muito mais semelhantes um do outro, apesar de estarem em zoos em continentes diferentes, em regiões geográficas diferentes e a comer dietas diferentes.
Now, we did study some other species of primate. What species of primate do you think is even more divergent from the wild primates than the captive primates? Modern humans. These are humans living in developing nations. So they were more different from the wild primates than those in the zoo.
Também estudámos outras espécies de primatas. Que espécies de primatas acham que ainda são mais divergentes dos primatas selvagens do que os primatas em cativeiro? São os seres humanos modernos. Estes são seres humanos que vivem em países desenvolvidos. Eram mais diferentes dos primatas na vida selvagem do que os no zoo.
And the final group that we studied, all the way on the right, is people living in the USA. And when I saw this figure, the hairs raised up on the back of my neck, because one way to think about it is, "Oh, that's interesting, captive monkeys are sort of on their way to becoming like Americans."
O grupo final que estudámos ali à direita, são pessoas que vivem nos EUA. Quando vi esta imagem, fiquei com os cabelos em pé, porque uma forma de pensar nisto é: "Interessante, os macacos em cativeiro estão a ficar como os norte-americanos".
(Laughter)
(Risos)
But the other way to think about it is that Americans are like super-captive monkeys. And I was actually looking at this figure on my computer screen when I got the news that four of the red-shanked doucs had died in the zoo of gut-related issues. So for some of these animals, having the right microbes living inside them may be a matter of survival.
Mas outra forma de pensar nisto é que os norte-americanos são como supermacacos em cativeiro. Eu estava a olhar para esta imagem no ecrã do computador quando recebi a notícia de que quatro dos doucs-de-canelas-vermelhas tinham morrido no zoo com problemas intestinais. Portanto, para alguns destes animais ter os micróbios adequados a viver dentro deles pode ser uma questão de sobrevivência.
Now this brings us to the human part of the story. Obviously, the microbiomes in the USA aren't causing premature death as frequently as in the zoo, but we have major risk of obesity, diabetes, a number of these other diseases. And this applies not just to people who have been living in the USA for many generations, but also to immigrants and refugees, who, for most immigrant and refugee groups, arrive in the USA metabolically healthy, and then within a few years, they become just as high-risk for obesity and diabetes as other Americans. And we discussed this issue with two groups that have been coming to the USA from Southeast Asia: the Hmong, who started coming in the mid-1970s as refugees from the Vietnam War and the US secret war in Laos; and the Karen, who have been coming more recently as refugees from Myanmar. So we've been working for a few years with these local communities and clinicians to study what happens to the Hmong and Karen microbiomes when people move from refugee camps and villages in Thailand to the USA. And what we found is that when people come to the USA from these groups, they lose a large fraction of their microbiome, somewhere around 20 percent, and those who come to the USA and become obese lose about a third of their microbes.
Isto leva-nos à parte humana da história. Obviamente, os microbiomas nos EUA não causam mortes prematuras tão frequentemente como no zoo, mas temos um risco maior de obesidade, de diabetes, de uma série de outras doenças. Isto não se aplica apenas a pessoas que vivem nos EUA há muitas gerações, mas também a imigrantes e refugiados que, na maior parte dos grupos de imigrantes e refugiados, chegam aos EUA, metabolicamente saudáveis e, ao fim de poucos anos, estão sujeitos aos mesmos riscos de obesidade e diabetes que os outros norte-americanos. Analisámos este problema com dois grupos que tinham vindo para os EUA do sudeste asiático: Os Hmong — que começaram a chegar em meados dos anos 70, como refugiados da Guerra do Vietname e da guerra secreta dos EUA no Laos — e os Karen — que apareceram mais recentemente como refugiados de Myanmar. Temos vindo a trabalhar há uns anos com estas comunidades e clínicos locais para estudar o que acontece aos microbiomas dos Hmong e dos Karen quando as pessoas saem dos campos de refugiados e das aldeias na Tailândia para os EUA. Descobrimos que, quando pessoas destes grupos chegam aos EUA, perdem uma grande parte do seu microbioma, cerca de 20%, e os que chegam aos EUA e ficam obesos perdem cerca de um terço dos seus micróbios.
So we know that moving to the USA is sufficient to cause a dramatic change in your microbiome, probably not for the better. Are these microbes actually causing the obesity, or is the obesity causing a change in the microbes? This is something that we're following up on, and the evidence we have now in my lab combined with evidence from a number of labs around the world tells us that certain changes in the microbiome do lead to obesity, and a number of other modern, kind of Westernized diseases.
Portanto, sabemos que a vinda para os EUA é causa suficiente para uma drástica mudança do microbioma, provavelmente sem ser para melhor. Serão estes micróbios que causam a obesidade ou é a obesidade que causa uma alteração dos micróbios? Isto é uma coisa que estamos a estudar e os indícios que temos hoje no meu laboratório aliados aos indícios de uma série de laboratórios a nível mundial dizem-nos que certas alterações no microbioma conduzem à obesidade e a uma série de outras doenças modernas, ocidentalizadas.
The good news is that your microbiome can actually change. Unlike your own genome, it's a living, breathing thing, and there's a broad front of research happening right now to better understand how we can restore our microbiomes when something goes wrong, using diet, using live microbes. And in fact, one of the next steps for us is collecting and preserving microbes from healthy people around the world so that they can be kept as cultural assets for those groups to potentially protect them as they adapt to modern society, and to protect future generations who are currently growing up to have increased risk of these diseases with every generation.
Felizmente, o nosso microbioma pode alterar-se. Ao contrário do nosso genoma, é uma coisa viva, que respira, e há uma ampla frente de investigação a decorrer atualmente para compreender melhor como podemos repor os nossos microbiomas, quando qualquer coisa corre mal, usando a dieta, usando micróbios vivos. Com efeito, um dos nossos próximos passos é recolher e preservar micróbios de pessoas saudáveis em todo o mundo para mantê-los como ativos culturais para esses grupos e protegê-los, à medida que eles se adaptam à sociedade moderna e proteger futuras gerações, que estão atualmente a crescer, de terem um risco acrescido dessas doenças em cada geração.
I'm looking forward to a future where we have the tools that we need to restore and replenish our microbiomes, and in that world, the monkeys will live happier and healthier lives, and so will we.
Espero um futuro em que tenhamos as ferramentas necessárias para repor e preencher os nossos microbiomas, um futuro em que os macacos tenham uma vida mais feliz e mais saudável e nós também.
(Applause)
(Aplausos)