Wat zegt je 'microbioomwolk' over jou?

Deeltjes, microben en chemicaliën bombarderen ons elke seconde van elke dag. Voor het eerst hebben wetenschappers diepgaand gekeken naar de zwerm activiteit die ons overal volgt.

Is het exposoom de volgende medische grens?

Bezoek onze speciale hub voor meer door onderzoek ondersteunde informatie over het microbioom en hoe het uw gezondheid beïnvloedt.

We zijn bekend met het genoom (de som van ons genetisch materiaal) en het microbioom (de totaliteit van microbiële gasten die in ons en op ons verblijven).

Het exposoom omvat echter de reeks bacteriën, chemicaliën, virussen, plantendeeltjes, schimmels en microscopisch kleine dieren die tijdens ons dagelijks leven met ons in contact komen.

Wetenschappers hebben het exposoom niet in detail bestudeerd; de inherente complexiteit en de enorme variabiliteit tussen mensen zijn slechts twee hindernissen waarmee onderzoekers momenteel worden geconfronteerd.

Onlangs heeft een team van de Stanford University School of Medicine in Californië een moedige poging gedaan om dit duistere onderwerp binnen te dringen.

Prof. Michael Snyder, Ph.D., leidde de studie. Hij legt uit waarom het exposoom opwindend is en waarom het belangrijk is, door te zeggen: "De menselijke gezondheid wordt beïnvloed door twee dingen: je DNA en de omgeving."

"Mensen hebben dingen als luchtvervuiling op grote schaal gemeten, maar niemand heeft biologische en chemische blootstellingen echt op persoonlijk niveau gemeten."

"Niemand weet echt," zegt hij, "hoe groot het menselijke exposoom is of wat voor soort dingen daarin zijn."

Afgezien van de fascinerende inzichten die dit soort werk zou kunnen opleveren, zijn er verschillende manieren waarop het onze kennis van bepaalde omstandigheden en hun oorzakelijke factoren zou kunnen vergroten.

Als mensen met seizoensgebonden allergieën bijvoorbeeld het hele jaar door hun exposoom in de gaten houden, kunnen ze precies vaststellen waarvoor ze allergisch zijn; dit zou hen mogelijk kunnen helpen om dat specifieke allergeen in de toekomst te vermijden.

De intrigerende bevindingen werden eerder deze week in het tijdschrift gepubliceerd Cel.

Het exposoom blootleggen

Om dit meest vage fenomeen te onderzoeken, volgden wetenschappers 15 deelnemers met behulp van een op maat gemaakt stuk technologie: een aangepast luchtbewakingsapparaat. Het werd aan de arm vastgemaakt en haalde heel kleine 'ademhalingen' uit de omringende lucht; een submicronfilter houdt alles vast dat wordt opgezogen, inclusief virussen, bacteriën en schimmels. Ze werden ongeveer 2 jaar gevolgd.

Het team stuurde de apparaten na gebruik terug naar het laboratorium en experts analyseerden de inhoud ervan, inclusief DNA- en RNA-testen.

Sommige mensen werden 1 week gevolgd en anderen werden 1 maand gevolgd. Eén deelnemer - prof. Snyder zelf - droeg het meetinstrument gedurende 2 jaar. In totaal bezochten de vrijwilligers 50 verschillende locaties.

Het ontrafelen van de ingewikkelde genetische informatie in de gevangen biologische materie vormde een andere uitdaging voor het team.

Medeauteur van de studie Chao Jiang, Ph.D., legt dit probleem uit en zegt: "Wetenschappers hadden afzonderlijke databases met bacteriën, virussen of schimmels verzameld, maar om onze blootstelling aan het milieu volledig te decoderen, hebben we een pan-domein database gebouwd die meer dan 40.000 soorten. "

Deze enorme nieuwe database bevat informatie over bacteriën, virussen, dieren, schimmels, planten en meer. Het is volledig doorzoekbaar, waardoor de wetenschappers een duidelijk beeld kunnen krijgen van alle gevangen organismen. Ze onderzochten de monsters met een ongekende diepte.

“Niemand heeft ooit zo diepgaand een studie gedaan. We eindigden met ongeveer 70 miljard uitlezingen. "

Prof.Michael Snyder, Ph.D.

Verrassende verschillen

De wetenschappers waren vooral verrast door de variatie die ze zagen tussen mensen die relatief dichtbij woonden.

In een deel van de studie werden vier deelnemers die allemaal in de San Francisco Bay Area in Californië woonden, gedurende 1 maand nauwlettend gevolgd. Elke persoon woonde in een ander deel van de regio: Palo Alto, Sunnyvale, Redwood City of San Francisco.

"Het blijkt dat we zelfs op zeer korte afstanden heel verschillende belichtingsprofielen of‘ handtekeningen ’hebben,” legt prof. Snyder uit.

"Deze persoonlijke handtekeningen zijn in wezen sporen van specifieke schimmels, planten, chemicaliën en bacteriën die consequent op of rond één persoon worden gezien, maar die van persoon tot persoon verschillen", voegt hij eraan toe. "Veel milieuaspecten dragen bij aan dit microscopisch kleine amalgaam: huisdieren, huishoudelijke chemicaliën, bloeiende bloemen en zelfs regen."

"Het komt erop neer dat we allemaal onze eigen microbioomwolk hebben die we rondscharrelen en uitspugen."

Prof.Michael Snyder, Ph.D.

De signatuur van iedereen was uniek; de persoon die in San Francisco woonde, had bijvoorbeeld relatief hoge niveaus van “slibbacteriën” - het type dat je in rioolwaterzuiveringsinstallaties zou aantreffen. Prof. Snyder daarentegen had constant hoge niveaus van schimmels. Hij denkt dat hij een verklaring heeft voor deze anomalie:

'De man die mijn huis heeft geschilderd', legt hij uit, 'was echt een milieuvriendelijke, groene persoon. En hij vermeed het gebruik van verf met de stof pyridine erin. " Pyridine doodt schimmels en omdat het pyridinegehalte in verf wordt verlaagd, zal het schimmelgehalte waarschijnlijk toenemen.

Prof. Snyder droeg zijn apparaat gedurende de volledige periode van 2 jaar, ook tijdens nationale en internationale reizen, dus zijn monsters vertoonden (zoals verwacht) de meeste variatie.

Ondanks verschillen tussen individuele mensen, heeft het team bepaalde chemicaliën in de meeste monsters gelokaliseerd. Deze omvatten DEET (een insectenverdrijvend middel) en verschillende kankerverwekkende stoffen.

Hoewel bij deze studie slechts een klein aantal mensen betrokken was, suggereert het dat het exposoom in kaart kan worden gebracht. Met de enorme hoeveelheid gegevens die deze techniek beschikbaar maakt, is de volgende uitdaging om ze allemaal te benutten en te begrijpen.

Dat kost veel meer werk. Tot er meer resultaten binnenkomen, blijft het exposoom een ​​mysterieus beest. Nu er echter een toegangspunt is gevonden, volgt er zeker meer onderzoek.