Die Gesundheit unseres Körpers war uns schon immer wichtig, aber wir wussten nicht immer, worauf es ankommt. Nehmen wir etwa die alten Ägypter, die bestimmte Körperteile für das Jenseits konservierten, während sie andere Teile entfernten, wie zum Beispiel dieses. Während sie Magen, Lungen, Leber etc. sorgfältig konservierten, zerstückelten sie das Gehirn, entfernten es durch die Nase und warfen es weg. Ergibt ja auch Sinn, wer braucht schon ein Gehirn? Was wäre, wenn wir eine Art vernachlässigtes Organ hätten, von gleichem Gewicht wie das Gehirn und in mancher Hinsicht ebenso individuell charakteristisch, das wir jedoch kaum verstehen und folglich unterschätzt wird? Würden neue Erkenntnisse andeuten, dass dieses Organ entscheidend für uns ist, würden Sie nicht mehr darüber erfahren wollen? Tatsächlich haben wir so etwas: unseren Darm --
We humans have always been very concerned about the health of our bodies, but we haven't always been that good at figuring out what's important. Take the ancient Egyptians, for example: very concerned about the body parts they thought they'd need in the afterlife, but they left some parts out. This part, for example. Although they very carefully preserved the stomach, the lungs, the liver, and so forth, they just mushed up the brain, drained it out through the nose, and threw it away, which makes sense, really, because what does a brain do for us anyway? But imagine if there were a kind of neglected organ in our bodies that weighed just as much as the brain and in some ways was just as important to who we are, but we knew so little about and treated with such disregard. And imagine if, through new scientific advances, we were just beginning to understand its importance to how we think of ourselves. Wouldn't you want to know more about it?
genauer gesagt, dessen Mikroben. Nicht nur die Darmmikroben sind wichtig,
Well, it turns out that we do have something just like that: our gut, or rather, its microbes.
sondern Mikroben im ganzen Körper beeinflussen viele unserer charakteristischen Merkmale. Zum Beispiel werden einige von uns wesentlich häufiger als andere von Mücken gestochen. Tatsächlich ist diese Campinglegende wahr. Mich stechen Mücken z. B. selten, doch meine Partnerin Amanda zieht ganze Schwärme an. Grund sind unterschiedliche Hautmikroben
But it's not just the microbes in our gut that are important. Microbes all over our body turn out to be really critical to a whole range of differences that make different people who we are. So for example, have you ever noticed how some people get bitten by mosquitos way more often than others? It turns out that everyone's anecdotal experience out camping is actually true. For example, I seldom get bitten by mosquitos, but my partner Amanda attracts them in droves,
und deren ausgeschiedene Substanzen, die von Mücken wahrgenommen werden. Weiterhin sind Mikroben aus medizinischer Sicht sehr wichtig. So entscheiden unsere Darmmikroben, ob bestimmte Schmerzmittel giftig für die Leber sind oder ob ein Medikament Herzerkrankungen heilt.
and the reason why is that we have different microbes on our skin that produce different chemicals that the mosquitos detect. Now, microbes are also really important in the field of medicine. So, for example, what microbes you have in your gut determine whether particular painkillers are toxic to your liver. They also determine whether or not other drugs will work for your heart condition.
Bei Fruchtfliegen entscheiden Mikroben, mit wem sie Sex haben wollen. Bei Menschen haben wir das noch nicht nachgewiesen, aber das ist vielleicht nur eine Frage der Zeit. (Lachen) Mikroben führen unzählige Funktionen aus. Sie unterstützen unsere Verdauung, stimulieren unser Immunsystem, helfen uns Krankheiten abzuwehren,
And, if you're a fruit fly, at least, your microbes determine who you want to have sex with. We haven't demonstrated this in humans yet but maybe it's just a matter of time before we find out. (Laughter) So microbes are performing a huge range of functions. They help us digest our food. They help educate our immune system. They help us resist disease,
und vielleicht beeinflussen sie sogar unser Verhalten. Wie sieht eine Landkarte all dieser Mikrobenverbände aus? Nicht gerade wie diese, die eigentlich dessen Biodiversität veranschaulicht. Verschiedene Regionen unserer Welt zeichnen sich durch charakteristische Landschaften und Organismen aus, wie in diesen 3 Beispielen gezeigt. Mikrobiologie ist ähnlich, auch wenn ich zugeben muss, dass alle Mikroben unter dem Mikroskop gleich aussehen. Statt sie visuell zu bestimmen, betrachten wir ihre DNA-Sequenz. Im "Human Microbiome Project", vom NIH mit 155 Millionen Euro gefördert, kommen Hunderte Forscher zusammen, um die As, Ts, Gs und Cs aller menschlichen Mikroben zu kartieren. Alle zusammen gefasst, sieht das so aus. Schwer zu sagen, wer wo lebt, oder?
and they may even be affecting our behavior. So what would a map of all these microbial communities look like? Well, it wouldn't look exactly like this, but it's a helpful guide for understanding biodiversity. Different parts of the world have different landscapes of organisms that are immediately characteristic of one place or another or another. With microbiology, it's kind of the same, although I've got to be honest with you: All the microbes essentially look the same under a microscope. So instead of trying to identify them visually, what we do is we look at their DNA sequences, and in a project called the Human Microbiome Project, NIH funded this $173 million project where hundreds of researchers came together to map out all the A's, T's, G's, and C's, and all of these microbes in the human body. So when we take them together, they look like this.
Mein Labor entwickelt computergestützte Technologien, um die Terabytes an DNA-Sequenzen in eine anschauliche Form zu bringen. Die Daten des menschlichen Mikrobioms von 250 gesunden Freiwilligen sehen so aus. Jeder Punkt repräsentiert alle komplexen Mikroben eines gesamten Mikrobenverbandes. Ich sagte ja, die sehen alle gleich aus. Jeder einzelne Punkt steht für den Mikrobenverband einer Körperregion eines gesunden Teilnehmers. Sie sehen verschiedene Bereiche der Darstellung in verschiedenen Farben, fast wie getrennte Kontinente. Verschiedene Körperregionen weisen verschiedene Mikroben auf. Wir haben hier die Mundflora in Grün; die Hautflora gegenüber in Blau; die Vaginalflora in Violett und ganz unten die Darmflora in Braun. Erst in den letzten Jahren haben wir herausgefunden, dass die Mikroben der verschiedenen Körperregionen sehr unterschiedlich sind. Vergleicht man die Mikroben von Mund und Darm einer Person, findet man enorme Unterschiede zwischen diesen Mikrobenverbänden. Der Unterschied ist größer als zwischen Mikroben dieses Riffs und dieser Prärie. Das ist ziemlich bemerkenswert. Ein halber Meter Abstand im menschlichen Körper weist größere mikrobiologische Unterschiede auf als Hunderte Kilometer auf der Erde.
It's a bit more difficult to tell who lives where now, isn't it? What my lab does is develop computational techniques that allow us to take all these terabytes of sequence data and turn them into something that's a bit more useful as a map, and so when we do that with the human microbiome data from 250 healthy volunteers, it looks like this. Each point here represents all the complex microbes in an entire microbial community. See, I told you they basically all look the same. So what we're looking at is each point represents one microbial community from one body site of one healthy volunteer. And so you can see that there's different parts of the map in different colors, almost like separate continents. And what it turns out to be is that those, as the different regions of the body, have very different microbes in them. So what we have is we have the oral community up there in green. Over on the other side, we have the skin community in blue, the vaginal community in purple, and then right down at the bottom, we have the fecal community in brown. And we've just over the last few years found out that the microbes in different parts of the body are amazingly different from one another. So if I look at just one person's microbes in the mouth and in the gut, it turns out that the difference between those two microbial communities is enormous. It's bigger than the difference between the microbes in this reef and the microbes in this prairie. So this is incredible when you think about it. What it means is that a few feet of difference in the human body makes more of a difference to your microbial ecology
Weiterhin sind die Bakterien gleicher Körperregionen bei jedem Menschen verschieden. Sie wissen sicher, dass alle Menschen eine sehr ähnliche DNA haben. Ihre DNA ist zu 99,99 % identisch mit der Ihres Sitznachbars. Das trifft nicht auf Ihre Darmflora zu; die nur zu 10 % mit der Darmflora Ihres Nachbars übereinstimmt. Das entspricht dem Unterschied zwischen Bakterien dieser Prärie und dieses Waldes.
than hundreds of miles on Earth. And this is not to say that two people look basically the same in the same body habitat, either. So you probably heard that we're pretty much all the same in terms of our human DNA. You're 99.99 percent identical in terms of your human DNA to the person sitting next to you. But that's not true of your gut microbes: you might only share 10 percent similarity with the person sitting next to you in terms of your gut microbes. So that's as different as the bacteria on this prairie and the bacteria in this forest.
Die verschiedenen Mikroben erfüllen, wie erwähnt, verschiedene Funktionen: Nahrungsverdauung, Einfluss auf verschiedene Krankheiten, den Abbau von Medikamenten usw. Aber wie machen sie all das? Unsere Darmmikroben machen zwar nur 1,5 kg aus, aber sie sind uns zahlenmäßig überlegen. Wie hoch sind sie in der Überzahl? Das hängt davon ab, wie wir unseren Körper definieren. Nehmen wir die Zellen. Jeder von uns besteht aus ca. 10 Billionen Zellen, während wir bis zu 100 Billionen Mikrobenzellen beherbergen. Sie sind uns also 10 : 1 überlegen. Oder wir sagen, dass uns die menschliche DNA prägt. Jeder von uns hat ca. 20 000 Gene, je nachdem, wie man zählt, und 2 bis 20 Millionen mikrobieller Gene. Egal, wie man es betrachtet, unsere mikrobischen Symbionten sind gewaltig in der Überzahl. Wir hinterlassen nicht nur menschliche DNA, sondern auch mikrobielle DNA, auf allem, was wir berühren.
So these different microbes have all these different kinds of functions that I told you about, everything from digesting food to involvement in different kinds of diseases, metabolizing drugs, and so forth. So how do they do all this stuff? Well, in part it's because although there's just three pounds of those microbes in our gut, they really outnumber us. And so how much do they outnumber us? Well, it depends on what you think of as our bodies. Is it our cells? Well, each of us consists of about 10 trillion human cells, but we harbor as many as 100 trillion microbial cells. So they outnumber us 10 to one. Now, you might think, well, we're human because of our DNA, but it turns out that each of us has about 20,000 human genes, depending on what you count exactly, but as many as two million to 20 million microbial genes. So whichever way we look at it, we're vastly outnumbered by our microbial symbionts. And it turns out that in addition to traces of our human DNA, we also leave traces of our microbial DNA
Vor ein paar Jahren zeigten wir in einer Studie, dass die Handfläche einer Person mit 95 % Genauigkeit deren regelmäßig genutzter Computermaus zugeordnet werden kann. Dies wurde vor ein paar Jahren wissenschaftlich veröffentlicht und kam außerdem in der Serie "CSI: Miami" vor, dann muss es ja stimmen. (Lachen)
on everything we touch. We showed in a study a few years ago that you can actually match the palm of someone's hand up to the computer mouse that they use routinely with up to 95 percent accuracy. So this came out in a scientific journal a few years ago, but more importantly, it was featured on "CSI: Miami," so you really know it's true. (Laughter)
Woher kommen unsere Mikroben eigentlich? Wenn Sie, wie ich, Hunde und Kinder haben, hegen Sie sicher schlimme Vermutungen, die übrigens alle wahr sind. Nicht nur die Mikroben ihrer Computerausrüstung stimmen mit Ihnen überein, sondern auch die Ihres Hundes. Mikrobenverbände in Erwachsenen sind jedoch relativ stabil, selbst wenn Sie mit jemandem zusammen wohnen, behalten Sie Ihre mikrobische Identität über Wochen, Monate, sogar Jahre hinweg.
So where do our microbes come from in the first place? Well if, as I do, you have dogs or kids, you probably have some dark suspicions about that, all of which are true, by the way. So just like we can match you to your computer equipment by the microbes you share, we can also match you up to your dog. But it turns out that in adults, microbial communities are relatively stable, so even if you live together with someone, you'll maintain your separate microbial identity
Unsere ersten Mikrobenverbände werden durch die Art unserer Geburt bestimmt.
over a period of weeks, months, even years.
Babys, die normal geboren werden, haben Mikroben der Vaginalflora, während Babys, die per Kaiserschnitt auf die Welt kommen, Hautmikroben haben. Es könnte ein Zusammenhang zwischen Gesundheitsproblemen und der Geburt per Kaiserschnitt bestehen. Zum Beispiel werden erhöhte Fälle von Asthma, Allergien und gar Fettleibigkeit mit Mikroben in Verbindung gebracht. Bis vor Kurzem kamen Säugetiere nur über den Geburtskanal auf die Welt. Das Fehlen dieser schützenden Mikroben, mit denen wir uns im Laufe der Evolution entwickelt haben, könnte Grund für diverse Symptome sein, die mit dem Mikrobiom zusammenhängen.
It turns out that our first microbial communities depend a lot on how we're born. So babies that come out the regular way, all of their microbes are basically like the vaginal community, whereas babies that are delivered by C-section, all of their microbes instead look like skin. And this might be associated with some of the differences in health associated with Cesarean birth, such as more asthma, more allergies, even more obesity, all of which have been linked to microbes now, and when you think about it, until recently, every surviving mammal had been delivered by the birth canal, and so the lack of those protective microbes that we've co-evolved with might be really important for a lot of these different conditions that we now know involve the microbiome.
Als meine Tochter vor ein paar Jahren per Notfall-Kaiserschnitt auf die Welt kam, beschlossen wir, ihren Körper der Vaginalflora auszusetzen, wie im Fall einer natürlichen Geburt. Es ist schwer zu sagen, ob dies ihre Gesundheit beeinflusste. Auch wenn wir sie lieben, ihr Einzelfall erlaubt keine allgemeingültige Aussage. Sie ist nun 2 Jahre und hatte noch keine Ohrentzündung. Drücken wir weiterhin die Daumen. Nun untersuchen wir weitere Kinder in klinischen Studien und prüfen, ob dies generell einen schützenden Effekt hat.
When my own daughter was born a couple of years ago by emergency C-section, we took matters into our own hands and made sure she was coated with those vaginal microbes that she would have gotten naturally. Now, it's really difficult to tell whether this has had an effect on her health specifically, right? With a sample size of just one child, no matter how much we love her, you don't really have enough of a sample size to figure out what happens on average, but at two years old, she hasn't had an ear infection yet, so we're keeping our fingers crossed on that one. And what's more, we're starting to do clinical trials with more children to figure out whether this has a protective effect generally.
Die Art der Geburt bestimmt unsere ersten Mikroben.
So how we're born has a tremendous effect on what microbes we have initially,
Wie geht es danach weiter? Hier sind wieder die Daten des Human Microbiome Projects. Jeder Punkt steht für eine Körperregion eines der 250 gesunden erwachsenen Teilnehmer. Man weiß, wie sich Kinder körperlich und geistig entwickeln. Hier sehen Sie zum ersten Mal, wie sich das Kind meines Kollegen mikrobiell entwickelt. Wir sehen, wie sich die Stuhlmikroben dieses Babys, die Darmflora, über fast 2½ Jahren im wöchentlich Abstand verändern. Beginnend am 1. Tag, dem gelben Punkt, sehen wir zunächst Vaginalflora, wie es durch die Geburt zu erwarten war. Im Laufe der 2½ Jahre bewegt er sich nach unten und gleicht am Ende der Darmflora eines gesunden Erwachsenen. Jetzt geht es los. Beobachten Sie, was passiert. Jeder Sprung entspricht einer Woche.
but where do we go after that? What I'm showing you again here is this map of the Human Microbiome Project Data, so each point represents a sample from one body site from one of 250 healthy adults. And you've seen children develop physically. You've seen them develop mentally. Now, for the first time, you're going to see one of my colleague's children develop microbially. So what we are going to look at is we're going to look at this one baby's stool, the fecal community, which represents the gut, sampled every week for almost two and a half years. And so we're starting on day one. What's going to happen is that the infant is going to start off as this yellow dot, and you can see that he's starting off basically in the vaginal community, as we would expect from his delivery mode. And what's going to happen over these two and a half years is that he's going to travel all the way down to resemble the adult fecal community from healthy volunteers down at the bottom. So I'm just going to start this going and we'll see how that happens. What you can see, and remember each step in this is just one week,
Die wöchentliche Veränderung der Stuhlmikroben dieses Kindes ist größer, als der Unterschied zwischen gesunden Erwachsenen, der Human Microbiome Project-Kohorte, unten in Braun dargestellt. Wie Sie sehen, erreicht er nun die Darmflora eines Erwachsenen. Jetzt sind es ungefähr 2 Jahre. Nun passiert etwas Bemerkenswertes, wegen einer Ohrenentzündung bekommt er Antibiotika und es folgt eine enorme Veränderung seiner Darmflora, die sich schnell wieder normalisiert. Ich zeige es Ihnen noch einmal. Innerhalb dieser wenigen Wochen sehen wir einen starken Rückschlag, größer als in monatelanger Entwicklung, der sich sofort wieder normalisiert. Bis zum Tag 838, dem Ende des Videos, besitzt er die Darmflora eines gesunden Erwachsenen, trotz der Wirkung des Antibiotikums.
what you can see is that week to week, the change in the microbial community of the feces of this one child, the differences week to week are much greater than the differences between individual healthy adults in the Human Microbiome Project cohort, which are those brown dots down at the bottom. And you can see he's starting to approach the adult fecal community. This is up to about two years. But something amazing is about to happen here. So he's getting antibiotics for an ear infection. What you can see is this huge change in the community, followed by a relatively rapid recovery. I'll just rewind that for you. And what we can see is that just over these few weeks, we have a much more radical change, a setback of many months of normal development, followed by a relatively rapid recovery, and by the time he reaches day 838, which is the end of this video, you can see that he has essentially reached the healthy adult stool community,
Das ist sehr interessant, denn es wirft grundlegende Fragen auf. Welchen Effekt haben Antibiotika auf Kinder? Welche Rolle spielt das Alter? Sind Behandlungen von Kleinkindern kritisch, da sich das Mirkobiom so stark verändert, oder ist es wie ein Steinwurf ins stürmische Meer, wo ziehende Kreise von Wellen verwischt werden? Behandelt man Babys in den ersten 6 Monaten mit Antibiotika, neigen sie später wahrscheinlicher zu Fettleibigkeit, als ohne oder nach späterer Behandlung. Die Wirkung von frühen Behandlungen auf die Darmflora und spätere Gesundheit ist vermutlich enorm und wird noch kaum verstanden. Das ist beeindruckend. Antibiotika verursachen somit nicht nur resistente Bakterien, was ein wichtiges Problem ist, sondern sie zerstören vielleicht auch unsere Darmflora. Es ist zu befürchten, dass wir Antibiotika eines Tages ebenso verachten wie die Metallwerkzeuge der alten Ägypter, mit denen sie das Gehirn der Leichen vor der Mumifizierung zerstückelten.
despite that antibiotic intervention. So this is really interesting because it raises fundamental questions about what happens when we intervene at different ages in a child's life. So does what we do early on, where the microbiome is changing so rapidly, actually matter, or is it like throwing a stone into a stormy sea, where the ripples will just be lost? Well, fascinatingly, it turns out that if you give children antibiotics in the first six months of life, they're more likely to become obese later on than if they don't get antibiotics then or only get them later, and so what we do early on may have profound impacts on the gut microbial community and on later health that we're only beginning to understand. So this is fascinating, because one day, in addition to the effects that antibiotics have on antibiotic-resistant bacteria, which are very important, they may also be degrading our gut microbial ecosystems, and so one day we may come to regard antibiotics with the same horror that we currently reserve for those metal tools that the Egyptians used to use to mush up the brains
Ich erwähnte all die wichtigen Funktionen von Mikroben. Seit den letzten Jahren werden sie mit einer weiten Palette von Krankheiten verbunden, wie chronisch-entzündliche Darmerkrankung, Herzerkrankung, Darmkrebs und sogar Fettleibigkeit. Fettleibigkeit wird vermutlich stark davon beeinflusst. Eine Untersuchung der Darmflora kann heute zu 90 % voraussagen, ob eine Person fettleibig ist oder nicht. Das ist zwar beeindruckend, als medizinischer Test jedoch vernachlässigbar, denn man erkennt fettleibige Menschen auch ohne Analyse ihrer Darmflora. Doch selbst die Sequenz des kompletten Genoms, der menschlichen DNA, würde Fettleibigkeit mit nur 60 % Wahrscheinlichkeit voraussagen. Beeindruckend, oder? Die 1,5 kg Mikroben, die wir in uns herumtragen, sind wichtiger für manche Krankheiten als jedes Gen unseres Genoms.
before they drained them out for embalming. So I mentioned that microbes have all these important functions, and they've also now, just over the past few years, been connected to a whole range of different diseases, including inflammatory bowel disease, heart disease, colon cancer, and even obesity. Obesity has a really large effect, as it turns out, and today, we can tell whether you're lean or obese with 90 percent accuracy by looking at the microbes in your gut. Now, although that might sound impressive, in some ways it's a little bit problematic as a medical test, because you can probably tell which of these people is obese without knowing anything about their gut microbes, but it turns out that even if we sequence their complete genomes and had all their human DNA, we could only predict which one was obese with about 60 percent accuracy. So that's amazing, right? What it means that the three pounds of microbes that you carry around with you may be more important for some health conditions than every single gene in your genome.
In Mäusen ist viel mehr möglich. In Mäusen werden diverse Krankheiten mit Mikroben verbunden, u. a. Multiple Sklerose, Depression, Autismus und Fettleibigkeit. Aber sind die mikrobiellen Unterschiede Ursache oder Konsequenz dieser Krankheiten? Um das zu klären, können wir Mäuse in einer sterilen Umwelt ohne eigene Mikroben heranziehen. Dann können wir potentiell interessante Mikroben hinzufügen und die Entwicklung beobachten. Nehmen wir Mikroben von einer fettleibigen Maus und transplantieren sie in eine genetisch normale Maus, die in einer Umwelt ohne Mikroben herangewachsen ist, wird die Maus dicker als mit Mikroben von einer normalen Maus. Der Grund dafür ist faszinierend. Manchmal helfen die Mikroben mit einer effizienteren Verdauung der Nahrung, sodass der Energiegewinn größer ist. In anderen Fällen verändern die Mikroben das Verhalten der Mäuse, sodass sie mehr als eine normale Maus essen und nur bei unbegrenzter Nahrungszufuhr dick werden.
And then in mice, we can do a lot more. So in mice, microbes have been linked to all kinds of additional conditions, including things like multiple sclerosis, depression, autism, and again, obesity. But how can we tell whether these microbial differences that correlate with disease are cause or effect? Well, one thing we can do is we can raise some mice without any microbes of their own in a germ-free bubble. Then we can add in some microbes that we think are important, and see what happens. When we take the microbes from an obese mouse and transplant them into a genetically normal mouse that's been raised in a bubble with no microbes of its own, it becomes fatter than if it got them from a regular mouse. Why this happens is absolutely amazing, though. Sometimes what's going on is that the microbes are helping them digest food more efficiently from the same diet, so they're taking more energy from their food, but other times, the microbes are actually affecting their behavior. What they're doing is they're eating more than the normal mouse, so they only get fat if we let them eat as much as they want.
Sehr beachtlich, nicht wahr? Mikroben beeinflussen also das Verhalten von Säugetieren. Funktioniert dieses Experiment auch zwischen verschiedenen Arten? Nimmt man die Mikroben einer fettleibigen Person und transplantiert sie in mikrobenfreie Mäuse, werden die Mäuse auch dicker als bei Mikroben von einer schlanken Person. Wir können auch einen Mikrobenverband erstellen, der keine Gewichtszunahme verursacht
So this is really remarkable, right? The implication is that microbes can affect mammalian behavior. So you might be wondering whether we can also do this sort of thing across species, and it turns out that if you take microbes from an obese person and transplant them into mice you've raised germ-free, those mice will also become fatter than if they received the microbes from a lean person, but we can design a microbial community that we inoculate them with that prevents them from gaining this weight.
oder der gegen Mangelernährung hilft. Die Gates-Stiftung finanziert ein Projekt, das Kinder in Malawi untersucht, die Kwashiorkor haben, eine schwere Form von Mangelernährung. Transplantiert man die Kwashiorkor-Mikroben in Mäuse, verlieren diese in 3 Wochen 30 % ihres Gewichtes. Erhalten sie die gleiche Diät mit Erdnussbutter, wie Kinder in der Klinik, erlangen sie ihr normales Gewicht zurück. Erhalten die Mäuse jedoch Mikroben eines gesunden Zwillings der Kwashiorkor-Gemeinde, passiert nichts. Das ist toll, denn es ermöglicht vielleicht Therapieversuche mit der Darmflora einzelner Personen in zahlreichen Mäusen und folglich die Entwicklung individueller Therapien.
We can also do this for malnutrition. So in a project funded by the Gates Foundation, what we're looking at is children in Malawi who have kwashiorkor, a profound form of malnutrition, and mice that get the kwashiorkor community transplanted into them lose 30 percent of their body mass in just three weeks, but we can restore their health by using the same peanut butter-based supplement that is used for the children in the clinic, and the mice that receive the community from the healthy identical twins of the kwashiorkor children do fine. This is truly amazing because it suggests that we can pilot therapies by trying them out in a whole bunch of different mice with individual people's gut communities and perhaps tailor those therapies all the way down to the individual level.
Jeder sollte die Möglichkeit haben, sich an dieser Entwicklung zu beteiligen. Vor ein paar Jahren starteten wir das Projekt "American Gut [Darm]", in dem jeder seinen Platz auf der mikrobiellen Karte finden kann. Heute ist es mit mehr als 8 000 gemeldeten Teilnehmern das größte wissenschaftliche Crowdfunding-Projekt. Man schickt seine Probe ein, wir bestimmen die DNA der Mikroben und senden das Ergebnis zurück. Außerdem veröffentlichen wir die Ergbnisse für Wissenschaftler, Erzieher und interessierte Bürger anonymisiert, um Zugang zu den Daten zu ermöglichen. Besuchern unseres Labors am BioFrontiers-Institut erklären wir, dass wir mit Lasern und Robotern Kot untersuchen, doch das interessiert nicht unbedingt jeden. (Lachen) Sie interessiert es bestimmt, deshalb habe ich ein paar Päckchen zum Teilnehmen mitgebracht, falls Sie es selbst probieren wollen.
So I think it's really important that everyone has a chance to participate in this discovery. So, a couple of years ago, we started this project called American Gut, which allows you to claim a place for yourself on this microbial map. This is now the largest crowd-funded science project that we know of -- over 8,000 people have signed up at this point. What happens is, they send in their samples, we sequence the DNA of their microbes and then release the results back to them. We also release them, de-identified, to scientists, to educators, to interested members of the general public, and so forth, so anyone can have access to the data. On the other hand, when we do tours of our lab at the BioFrontiers Institute, and we explain that we use robots and lasers to look at poop, it turns out that not everyone wants to know. (Laughter) But I'm guessing that many of you do, and so I brought some kits here if you're interested in trying this out for yourself.
Warum tun wir das? Anhand der Mikroben können wir nicht nur unsere Gesundheit bewerten, sondern auch Krankheiten heilen können. Das konnten wir vor Kurzem grafisch darstellen, zusammen mit Kollegen der Universität Minnesota. Hier ist wieder die Darstellung des menschlichen Mikrobioms. Diesmal füge ich die Mikroben von Leuten mit C. difficile hinzu, einer starken Durchfallerkrankung, bei der man bis zu 20-mal täglich muss. Eine 2 Jahre dauernde Antibiotika-Therapie war erfolglos, bevor sie Kandidaten für diesen Versuch wurden. Was passiert, wenn wir etwas Stuhl eines gesunden Spenders, ganz unten als Stern gezeigt, in die Patienten transplantieren? Bekämpfen die guten Mikroben die schlechten und fördern die Heilung? Schauen Sie, was passiert. Vier dieser Patienten erhalten nun ein Transplantat des gesunden Spenders ganz unten, und man sieht, wie sich die Darmflora sofort radikal verändert. Einen Tag nach der Transplantation klingen alle Symptome ab, der Durchfall ist weg, die Patienten sind wieder gesund und ähneln der Darmflora des Spenders. Und es gibt keinen Rückfall. (Beifall)
So why might we want to do this? Well, it turns out that microbes are not just important for finding out where we are in terms of our health, but they can actually cure disease. This is one of the newest things we've been able to visualize with colleagues at the University of Minnesota. So here's that map of the human microbiome again. What we're looking at now -- I'm going to add in the community of some people with C. diff. So, this is a terrible form of diarrhea where you have to go up to 20 times a day, and these people have failed antibiotic therapy for two years before they're eligible for this trial. So what would happen if we transplanted some of the stool from a healthy donor, that star down at the bottom, into these patients. Would the good microbes do battle with the bad microbes and help to restore their health? So let's watch exactly what happens there. Four of those patients are about to get a transplant from that healthy donor at the bottom, and what you can see is that immediately, you have this radical change in the gut community. So one day after you do that transplant, all those symptoms clear up, the diarrhea vanishes, and they're essentially healthy again, coming to resemble the donor's community, and they stay there. (Applause)
Wir sind ganz am Anfang dieser Entdeckung. Wir beginnen zu verstehen, dass sich Mikroben auf diese Krankheiten auswirken, von chronischen Darmerkrankungen bis hin zu Fettleibigkeit, vielleicht sogar Autismus und Depression. Wir müssen eine Art mikrobielles GPS entwickeln, dass uns nicht nur zeigt, wo wir uns im Moment befinden, sondern auch, was unser Ziel ist und wie wir es erreichen können. Und es muss so einfach sein, dass selbst ein Kind es verwenden kann. (Lachen)
So we're just at the beginning of this discovery. We're just finding out that microbes have implications for all these different kinds of diseases, ranging from inflammatory bowel disease to obesity, and perhaps even autism and depression. What we need to do, though, is we need to develop a kind of microbial GPS, where we don't just know where we are currently but also where we want to go and what we need to do in order to get there, and we need to be able to make this simple enough that even a child can use it. (Laughter)
Danke. (Beifall)
Thank you. (Applause)