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?
Az ember mindig is törődött testi egészségével, ám nem mindig becsülte értékén az egyes testrészeit. Az ókori egyiptomiak például nagyon ügyeltek a másvilágon fontosnak vélt testrészeikre, ám a többivel nem törődtek. Ahogy ezzel sem itt. Bár gondosan megőrizték a gyomrot, a tüdőt, a májat s a többit, a péppé zúzott agyvelőt kiszedték az orron át, majd egyszerűen kidobták. Volt benne ráció, elvégre mire való az agy? És ha volna a testünkben egy alábecsült szerv, amely az aggyal azonos súlyú, s ha úgy vesszük, ugyanúgy meghatározója annak, akik vagyunk, s amelyről mégis alig tudunk valamit, s alantas dolognak tartjuk? És mondjuk, hogy a tudomány csak most jutott el oda, hogy kapiskálni kezdjük, milyen fontos ahhoz, hogy azok legyünk, akik vagyunk? Nem volna jó többet tudni róla?
Well, it turns out that we do have something just like that: our gut, or rather, its microbes. 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?
Nos, kiderült, hogy van is egy ilyenünk: a bélrendszerünk, illetve, a benne élő mikrobák. De nemcsak a bélben élő mikrobák fontosak. A bennünk/rajtunk élők mind kulcsfontosságú elemei az emberek közti különbségeknek. Mondok egy példát. Észrevették már, hogy a szúnyogok egyeseket jobban csípnek, mint másokat?
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, and the reason why is that we have different microbes on our skin that produce different chemicals that the mosquitos detect.
Kiderült, hogy ennek a kempingi szóbeszédnek igenis van alapja. Például engem nemigen bántanak a szúnyogok. A páromra, Amandára, seregestül szállnak. Azért van ez, mert más mikrobák élnek a bőrünkön, más kémiai anyagot termelnek, és a szúnyognak ez nem mindegy.
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. 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)
A mikrobák nagyon fontosak az orvoslásban is. Például a beleinkben élő mikrobák határozzák meg, hogy egy fájdalomcsillapító káros-e a májunkra. Rajtuk múlik az is, hogy a szívünk kezelhető-e egy adott gyógyszerrel. Muslicák esetében a mikrobákon múlik az is, ki kivel párosodna inkább. Emberekre ezt még nem bizonyították, de talán csak idő kérdése. Ami késik, nem múlik. (Nevetés)
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, 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. It's a bit more difficult to tell who lives where now, isn't it?
Tehát a mikrobák sokféle feladatot látnak el. Segítenek az emésztésben, az immunrendszer betanításában, a betegségek leküzdésében, talán még a viselkedésünket is befolyásolják. Hogy nézne ki vajon a mikrobaközösségek térképe? Nos, nem egészen így, de ez is jó a biológiai sokféleség megértéséhez. A föld különböző tájain más-másféle lények élnek, melyek az adott helyre jellemzőek: erre, erre... vagy erre. A mikrobiológiában is hasonló a helyzet, bár be kell valljam: a mikroszkóp kb. minden mikrobát egyformának mutat. Ezért nem szemre azonosítjuk őket, hanem a DNS-sorrendjüket nézzük. A Humán Mikrobiom Projekt keretében -- a NIH 173 millió dolláros támogatásával -- kutatók százai működnek együtt, hogy feltérképezzék az A, T, G, C sorrendeket és ezzel az emberi test mikrobáit. Ha összerakjuk mindezt, kb. ezt kapjuk. Nem könnyű megmondani, melyik hol él, igaz?
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 than hundreds of miles on Earth.
A laborunk számítógépes eljárásokat fejleszt ki arra, hogy a sok terabájtnyi szekvenciaadatot minél világosabban tudjuk térképként bemutatni. Ha vesszük pl. az emberi mikrobiom projekt 250 egészséges önkéntesének adatát, ezt az ábrát kapjuk. Egy-egy pont a mikrobák összességét jelzi egy teljes mikrobaközösségben. Megmondtam, ugye -- teljesen egyformák! Tehát mindegyik pont egy mikrobaközösséget jelent egy egészséges résztvevő egy testrészéről. A térkép különböző részei más-más színűek, mintha más földrészt jelölnének. A térképből kiderül, hogy ezek -- a test különböző részei -- eltérő mikrobákat tartalmaznak. A szájban élő közösség itt fent látható, zöld színben. A másik oldalon, a kék, a bőrön élő közösség. A hüvelyi közösség lila, és középen, legalul, a székleti közösség barna. Az utóbbi években rájöttünk, hogy a test különböző részein élő mikrobák meglepően különböznek egymástól. Ha egy egyén mikrobáit összevetjük, mondjuk a száj- és bélflóráját, kiderül, hogy a két közösség közti különbség óriási. Nagyobb a különbség, mint ezen a korallzátonyon és ezen a prérin élő mikrobák között. Ez igazán megdöbbentő, ha belegondolunk. Félméternyi távolság az emberi testen többet számít mikrobaökológiai szempontból, mint mérföldek százai a Föld felszínén.
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.
Ami nem jelenti azt, hogy két egyénnek azonosak a mikrobái a megfelelő testrészen. Bizonyára hallották már, hogy DNS-ünket nézve kb. mind egyformák vagyunk. A bennünk lévő humán DNS 99,99%-ban megegyezik a mellettünk ülő személyével. Ugyanez nem igaz a bélflórára. Elképzelhető pl., hogy a mellettünk ülő bélflórájának csak 10%-a egyezik meg a miénkkel. Kb. akkora különbség, mint a prérin s az erdőben található baktériumok között.
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 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)
Ez a sokféle mikroba, mint mondtam, más-más feladatot lát el, az emésztéstől kezdve, a betegségekben játszott szerepen át, a gyógyszerek metabolizálásáig. Hogy mi teszi képessé őket erre? Nos, részben az, hogy bár csak másfél kilónyi mikroba él a beleinkben, létszámfölényben vannak. Hogy mekkora ez a fölény? Nos, ez attól függ, mit értünk a testünk alatt. A sejtjeinket? Nos, mindannyiunkban kb. 10 billió emberi sejt van, ugyanakkor kb. 100 billió mikrobasejtnek adunk élőhelyet. Így nézve tehát tízszer annyian vannak. De mondhatjuk azt is, hogy a DNS-ünk tesz minket emberré. Mindegyikünknek kb. 20 000 emberi génje van. attól függően, mit számolunk bele. Mikrobáinknak azonban akár 2-20 millió génjük is lehet. Akárhogy is nézzük, nagy számfölényben vannak mikrobiális szimbiontáink. Kiderült még, hogy nemcsak emberi DNS-ünk nyomát, de a mikrobiáinkét is magunk után hagyjuk, ha megérintünk valamit. Néhány éve megmutattuk, hogy a számítógépező tenyerének hozzárendelése a rutinszerűen használt egérhez 95%-os pontossággal elvégezhető. Ezt pár éve közöltük egy tudományos folyóiratban. Sőt, a "Miami helyszínelők" is mutatta, tehát a hír biztosan igaz! (Nevetés)
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 over a period of weeks, months, even years.
De honnan is származnak a mikrobáink? Ha tartanak kutyát, vagy van gyermekük, akkor nyilván van erről némi elképzelésük, és persze nem is tévednek. Nos, nemcsak a kütyüikkel lehet önöket összekötni a közös mikrobák alapján, hanem a kutyájukkal is. Az is kiderült, hogy a felnőtteknél aránylag stabilak a mikrobaközösségek Még ha együtt él is két felnőtt, megőrzik "mikrobiális identitásukat" heteken, hónapokon, vagy akár éveken át is.
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.
Az első mikrobiális közösségeink sokban függenek a születés módjától. Természetes úton világra jött babák minden mikrobája a hüvelyből származik, míg a császármetszéssel születettek mikrobaközössége a bőréhez hasonlít. Ez összefüggésben lehet valamelyest a császáros babák egészségi problémáival: a gyakoribb asztmával, allergiával és a túlsúllyal. Ezek mind összefüggnek a mikrobákkal. Gondoljanak bele: nemrég csak olyan emlősök éltek, melyek a hüvelyen át jöttek a világra. Az, hogy hiányzanak a védő baktériumok, melyekkel együtt kialakultunk, oka lehet sok olyan betegségnek, melynél bizonyított a mikrobiom szerepe.
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.
Mikor pár éve a kislányom megszületett -- vészhelyzeti császármetszés volt --, saját kezünkbe vettük a dolgot: magunk kentük be őt hüvelyi mikrobákkal, amelyekben normálisan részesült volna. Persze nem lehet biztosan tudni, hogy ez valóban befolyásolta-e az egészségét. Ha csak egyetlen gyermeket nézünk, bármennyire szeretjük is, túl kicsi a statisztikai mintaméret általános következtetések levonására. Nos, a lányunk két éves, de még fülgyulladása sem volt, és szorítunk neki, hogy ez így maradjon. Újabban több gyermeken végzünk klinikai vizsgálatokat, hogy kiderítsük, van-e az eljárásnak védő hatása.
So how we're born has a tremendous effect on what microbes we have initially, 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.
Születésünk módja befolyásolja, milyen mikrobáink vannak induláskor, de mi történik ezután? A térkép alapja, amelyet mutatok, most is a Humán Mikrobiom Projekt. A pontok egy-egy testrészről származó mintát jeleznek a 250 egészséges felnőtt alany egyikétől. Nyilván láttak már növekvő gyermekeket. Tanúi lehettek mentális fejlődésüknek is. Most pedig először lehetnek tanúi a mikrobiális fejlődésnek a munkatársam egyik gyerekénél. Tehát mit fogunk látni? Látni fogjuk baba székletét, a fekális mikrobiótát, mely a bélflórát képviseli, s amelyből hetente vettünk mintát majdnem két és fél éven át. Az első napnál fogjuk kezdeni. Látni fogják, amint a kisbabát jelző sárga petty elindul: lényegében a hüvelyi mikrobiótától indul el, ahogy a szülési mód alapján várható. Látni fogják, amint a két és fél év alatt, hosszú utat megtéve, lemegy alulra, ami az egészséges felnőttek fekális mikrobiótájának felel meg. Elindítom, nézzék meg, hogyan történik mindez.
What you can see, and remember each step in this is just one week, 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, despite that antibiotic intervention.
Figyeljék meg -- ne feledjék, hogy egy lépés egy hetet jelent -- figyeljék, ahogy hétről hétre változik a gyermek székletében a mikrobiális közösség, s hogy a heti változás sokkal nagyobb, mint az egyes felnőttek közti különbség az adott Humán Mikrobiom csoportban. Ezek azok a barna pettyek egészen lent. Figyeljék: a kis srác közeledik a felnőttek bélflórájához. Ez van kb. két éves korig. És most jön valami roppant érdekes. A srác antibiotikumos kezelést kap fülgyulladásra. Nézzék ezt a hatalmas változást a közösségben, majd a hirtelen helyreállást. Visszatekerem, jó? Amint látják, néhány hét alatt gyökeres változás következik be: több hónapos visszaesés a normálishoz képest, melyet aránylag gyors helyreállás követ, s mire elérjük a 838-ik napot, amelyen véget ér ez a videó, a kisfiú gyakorlatilag elérte a felnőtt fekális közösséget, az antibiotikumos kezelés ellenére.
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 before they drained them out for embalming.
Nos, ez azért érdekes, mert alapvető kérdéseket vet fel: Mi történik, ha más-más életkorban avatkozunk be a folyamatba? És ha a korai szakaszt zavarjuk meg, amikor a mikrobiom gyorsan változik? Számít az egyáltalán? Vagy olyan, mintha viharos tengerbe dobnánk követ s elnyeli a hullám fodrait a tenger? Kiderült pl., ha antibiotikummal kezelünk gyerekeket életük első hat hónapja során, sokkal nagyobb eséllyel híznak el aztán, mintha nem, vagy csak később kaptak volna antibiotikumot. Tehát a korai gyermekkori kezelés nagy hatással lehet a belek mikrobaközösségére, s így az egyén későbbi egészségére. S mindezt még csak most kezdjük megérteni. Egy nap talán felfedezzük, hogy azon a hatáson kívül, melyet az antibiotikumok a rezisztens kórokozókra gyakorolnak, ami persze nagyon fontos, az antibiotikumok gyengíthetik a bélflóra ökoszisztémáit is. Egyszer talán éppolyan borzalommal tekintünk az antibiotikumokra, mint ma azokra a kezdetleges fémeszközökre, melyekkel az egyiptomiak pépesítették az agyvelőt, hogy lecsapolják a test balzsamozása előtt.
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.
Említettem, hogy a mikrobák sok feladatot látnak el. Az utóbbi pár évben összefüggésbe hozták őket egy sor megbetegedéssel is, köztük a gyulladásos bélbetegségekkel, szívbetegségekkel, végbélrákkal, sőt, az elhízással is. Tudjuk, hogy az elhízás mindenre kihat. Hogy sovány vagy-e vagy elhízott, ma már 90%-os pontossággal megállapítható a bélflórádból. Nos, ez gyönyörűen hangzik, de orvosi tesztnek nem valami nagy szám, mert szerintem el tudják dönteni, melyik hölgy túlsúlyos, noha szikrányi ismeretük sincs a bélflórájáról. Ám az is kiderült, hogy ha feltérképeznénk a génjeiket, akkor az emberi DNS-ükből csak 60%-os pontossággal tudnánk megmondani, melyikük az elhízott. Mit szólnak ehhez? Nos, ez azt jelenti, hogy a beleinkben élő másfél kilónyi mikroba fontosabb egyes betegségek kialakulásában, mint a teljes génállományunk összes génje együttvéve.
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.
Az egerek esetében még többet tudunk. Az egerek sok kóros állapota kapcsolható a bélflórához. Például a szklerózis multiplex, a depresszió, az autizmus és persze az elhízás. De honnan tudhatjuk, hogy a mikrobiális különbségek, melyek a betegségekkel korrelálnak, okok-e vagy okozatok? Például nevelhetünk egereket saját mikrobák nélkül, csíramentes buborékban. Aztán beadunk egy adag fontosnak vélt mikrobát, s várjuk, mi történik. Ha mikrobákat veszünk egy elhízott egérből, s átültetjük egy genetikailag normális egérbe, melyet saját mikrobák nélkül neveltünk buborékban, kövérebb lesz, mintha egy átlagos egértől kapna mikrobákat. Érdekes, de ennek többféle oka is lehet. Néha az van, hogy a mikrobák segítségével az egerek jobban meg tudják emészteni ugyanazt, tehát több energiát nyernek ki belőle. Máskor a mikrobák az egér viselkedését változtatják meg. Ez azt jelenti, hogy többet esznek, mint az átlag egér, s csak akkor híznak el, ha kedvük szerint ehetnek.
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.
Elképesztő, nem? Mármint, hogy a mikrobák befolyásolni képesek egy emlős viselkedését. Talán az jár a fejükben, hogy vajon fajok között is működik-e a dolog. Kiderült, hogy igen. Ha egy elhízott ember mikrobáit átültetik egy csíramentes buborékban nevelkedett egérbe, az egér is jobban meghízik mintha egy egészséges ember mikrobáiból kapott volna. De összeállítható olyan mikrobaközösség is, melynek beadása megakadályozza az egerek elhízását.
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.
Ugyanez az alultápláltságra is igaz. Egy, a Gates Alapítvány által támogatott projektben olyan Malawi-beli gyerekeket vizsgáltunk, akik kwashiorkorosak, súlyosan alultápláltak voltak. Az egerek, melyekbe kwashiorkoros közösséget ültetünk át, testtömegük 30%-át veszítik el röpke három hét alatt. Felgyógyulnak azonban, ha mogyoróvaj- alapú táplálékkiegészítőt kapnak, olyant, mint a gyerekeket a klinikán. Azok az egerek, melyek mikrobáikat egy kwashiorkoros gyerek egészséges ikrétől kapják, nem fogynak. Ez azért érdekes, mert eszerint talán tesztelhetnénk gyógymódokat úgy, hogy olyan egereken próbáljuk ki őket, melyekbe adott személyek bélflóráját ültetjük, s így akár személyre szabott kezeléseket is kifejleszthetünk.
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.
Azt szeretnénk, ha minél többen hasznát látnák a felfedezésünknek. Ezért néhány éve elindítottunk az "Amerikai Bél" projektet. Akár önök is felkerülhetnek térképünkre! Ez a legnagyobb internetes adakozásra épülő tudományos projekt, melyre eddig 8 000 személy iratkozott fel. A résztvevők beküldik a székletmintáikat, mi elkészítjük a mikrobáik géntérképét, majd visszaküldjük az eredményt. Az eredményt -- személyi adatok nélkül -- tudósokkal, tanárokkal, a nagyközönség érdeklődő tagjaival is megosztjuk, tehát bárki hozzáférhet. Mindazonáltal, amikor a BioFrontiers Institute-i laborunkban bemutatót tartunk, s elmeséljük, hogy robotokkal és lézerekkel vizsgáljuk a kakit, látszik, hogy erről nem mindenki szeretne tudni! (Nevetés) De úgy sejtem, önök igen. Ezért aztán magammal hoztam néhány készletet, hogy kipróbálhassa, aki akarja.
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)
Hogy mire is jó ez az egész? Nos, kiderült, hogy a mikrobák nemcsak egészségi állapotunk felmérésére jók, hanem betegségek kezelésre is alkalmasak. Ez az egyik legfrissebb eredmény, melyet én és a University of Minnesota-i munkatársaim bemutathatunk. Tehát ez itt az emberi mikrobiom térképe. Adjuk hozzá a térképhez a Clostridium difficile baktériumtól szenvedők mikrobaközösségét. A C. diff. borzalmas hasmenést okoz. Akár napi 20 székletürítéssel járhat, s ezekre a betegekre már két éve nem hatott az antibiotikum, ami a feltétele a tesztelhetőségnek. Mi lenne, ha átültetnénk egy egészséges donor székletét -- ez a csillag az, itt lent -- a hasmenésesek belébe? Harcolnának-e a jó mikrobák a gonoszak ellen, s segítenék-e a betegek felgyógyulását? Lássuk, mi is történik itt pontosan. A hasmenésesek közül négy kap átültetést az alul levő egészséges donortól. Nézzék csak: szinte rögtön gyökeres változás látható a bélflórában. Egy nappal az átültetés után az össze tünet eltűnik, a hasmenés elmúlik, s gyakorlatilag egészségesek megint, bélflórájuk olyan, mint a donoré, és olyan is marad. (Taps)
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)
És ez még csak a kezdet. Kiderítettük, hogy a mikrobák hatással vannak sok-sok megbetegedésre, a gyulladásos bélbetegségektől az elhízásig, sőt, talán az autizmusra és a depresszióra is. Jó lenne még ezenfelül egyfajta mikrobiális GPS-t kifejleszteni, amivel nemcsak azt látnánk, most hol tartunk, hanem azt is, ahová menni akarunk, s amit tennünk kell, hogy célunkat elérjük. S olyan egyszerű legyen ez a dolog, hogy még egy kisgyerek is tudja használni. (Nevetés)
Thank you.
Köszönöm figyelmüket!
(Applause)
(Taps)