Cosa dice di te la tua "nuvola di microbioma"?

Particelle, microbi e sostanze chimiche ci bombardano ogni secondo di ogni giorno. Per la prima volta, gli scienziati hanno esaminato in profondità lo sciame di attività che ci segue ovunque andiamo.

L'esposizione è la prossima frontiera medica?

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Conosciamo il genoma (la somma del nostro materiale genetico) e il microbioma (la totalità degli ospiti microbici che risiedono in noi e su di noi).

L'esposoma, tuttavia, comprende la gamma di batteri, sostanze chimiche, virus, particelle vegetali, funghi e animali microscopici che entrano in contatto con noi durante la nostra vita quotidiana.

Gli scienziati non hanno studiato l'esposoma in modo molto dettagliato; la sua complessità intrinseca e l'enorme variabilità tra le persone sono solo due ostacoli che i ricercatori devono attualmente affrontare.

Recentemente, un team della Stanford University School of Medicine in California ha fatto un coraggioso tentativo di fare breccia in questo argomento oscuro.

Il Prof. Michael Snyder, Ph.D., ha condotto lo studio. Spiega perché l'esposizione è eccitante e perché è importante, dicendo: "La salute umana è influenzata da due cose: il tuo DNA e l'ambiente".

"Le persone hanno misurato cose come l'inquinamento atmosferico su vasta scala, ma nessuno ha realmente misurato l'esposizione biologica e chimica a livello personale".

"Nessuno sa veramente", dice, "quanto è vasto l'esposizione umana o che tipo di cose ci sono".

A parte le affascinanti intuizioni che questo tipo di lavoro potrebbe produrre, ci sono una varietà di modi in cui potrebbe migliorare la nostra conoscenza di determinate condizioni e dei loro fattori causali.

Ad esempio, se le persone con allergie stagionali monitorano la loro esposizione durante tutto l'anno, potrebbero definire esattamente a cosa sono allergiche; questo potrebbe, potenzialmente, aiutarli a evitare quel particolare allergene in futuro.

Le interessanti scoperte sono state pubblicate all'inizio di questa settimana sulla rivista Cellula.

Esporre l'esposizione

Per esplorare questo fenomeno più nebuloso, gli scienziati hanno monitorato 15 partecipanti utilizzando una tecnologia su misura: un dispositivo di monitoraggio dell'aria modificato. Era legato al braccio e prendeva piccoli "respiri" dall'aria circostante; un filtro sub-micron intrappola tutto ciò che viene aspirato, inclusi virus, batteri e funghi. Sono stati seguiti per circa 2 anni.

Il team ha restituito i dispositivi al laboratorio dopo l'uso e gli esperti hanno analizzato il loro contenuto, inclusi i test del DNA e dell'RNA.

Alcune persone sono state monitorate per 1 settimana e altre per 1 mese. Un partecipante, lo stesso Prof. Snyder, ha indossato il dispositivo di misurazione per l'intero periodo di 2 anni. Complessivamente, i volontari hanno visitato 50 diverse località.

Svelare l'intricata informazione genetica all'interno della materia biologica intrappolata ha rappresentato un'altra sfida per il team.

Il coautore dello studio Chao Jiang, Ph.D., spiega questo problema, affermando: "Gli scienziati avevano assemblato database separati di batteri, virus o funghi, ma per decodificare completamente le nostre esposizioni ambientali, abbiamo costruito un database pan-dominio per coprire più di 40.000 specie. "

Questo nuovo e vasto database contiene informazioni su batteri, virus, animali, funghi, piante e altro ancora. È completamente ricercabile, consentendo agli scienziati di sviluppare un'immagine chiara di tutti gli organismi che sono stati catturati. Hanno esaminato i campioni con una profondità senza precedenti.

“Nessuno ha mai fatto uno studio così profondo prima d'ora. Ci siamo ritrovati con circa 70 miliardi di letture ".

Prof. Michael Snyder, Ph.D.

Differenze sorprendenti

Gli scienziati sono rimasti particolarmente sorpresi dalla variazione che hanno visto tra le persone che vivevano in relativa prossimità.

In una parte dello studio, quattro partecipanti che vivevano tutti nella San Francisco Bay Area della California sono stati attentamente monitorati per 1 mese. Ogni persona viveva in una parte diversa della regione: Palo Alto, Sunnyvale, Redwood City o San Francisco.

"Si scopre che, anche a distanze molto ravvicinate, abbiamo profili di esposizione o 'firme' molto diversi", spiega il prof. Snyder.

"Queste firme personali sono essenzialmente tracce di funghi, piante, sostanze chimiche e batteri specifici che si vedono costantemente su o intorno a una singola persona, ma che variano da persona a persona", aggiunge. "Molti aspetti ambientali contribuiscono a questa amalgama microscopica: animali domestici, prodotti chimici domestici, fiori in fiore e persino pioggia".

"La linea di fondo è che tutti noi abbiamo la nostra nuvola di microbioma che stiamo sguazzando e vomitando."

Prof. Michael Snyder, Ph.D.

La firma di tutti gli espositori era unica; per esempio, la persona che risiedeva a San Francisco aveva livelli relativamente alti di "batteri del fango", il tipo che si trova negli impianti di depurazione. Il Prof. Snyder, d'altra parte, aveva livelli costantemente elevati di funghi. Pensa di avere una spiegazione per questa anomalia:

“Il ragazzo che ha dipinto la mia casa”, spiega, “era una persona molto rispettosa dell'ambiente e verde. Ed ha evitato di usare vernici con una sostanza chiamata piridina. " La piridina uccide i funghi e, poiché i livelli di piridina nella vernice sono ridotti, è probabile che i livelli di funghi aumentino.

Il Prof.Snyder ha indossato il suo dispositivo per l'intero periodo di 2 anni, compresi i viaggi nazionali e internazionali, quindi i suoi campioni (come previsto) hanno mostrato la massima varietà.

Tuttavia, nonostante le differenze tra le singole persone, il team ha individuato alcune sostanze chimiche nella maggior parte dei campioni. Questi includevano DEET (un repellente per insetti) e diversi agenti cancerogeni.

Sebbene questo studio abbia coinvolto solo un piccolo numero di persone, suggerisce che l'esposizione può essere tracciata. Con le risme di dati che questa tecnica mette a disposizione, la prossima sfida sarà sfruttarle e dar loro un senso.

Ciò richiederà molto più lavoro. Fino a quando non arriveranno altri risultati, l'esposoma rimane una bestia misteriosa. Tuttavia, ora che è stato trovato un punto di ingresso, seguiranno sicuramente ulteriori ricerche.