Coraz częściej dowiadujemy się o kolejnych, niezwykle ważnych dla naszego życia funkcjach, jakie spełnia mikrobiom. Niewiele jednak wiadomo, jak zmienia się on w czasie. Grupa naukowców badających mikrobiom tysięcy ludzi z całego świata zauważyła, że jest on zadziwiająco dokładnym zegarem biologicznym. Na tyle dokładnym, że badając go można z dużą dokładnością przewidzieć wiek człowieka, od którego pobrano próbki.

Alex Zhavoronkov i jego koledzy z InSilico Medicine w stanie Maryland przeanalizowali ponad 3600 próbek mikrobiomu pobranych od 1165 zdrowych osób na całym świecie. Około 30% tych próbek pochodziło od osób w wieku 20–39 lat, kolejnych około 30% było próbkami pobranymi od osób w wieku 40–59 lat, a pozostała część została pobrana od osób liczących sobie 60–90 lat.

Do analizy danych wykorzystano system maszynowego uczenia się. Najpierw trenowano go na 95 różnych gatunkach bakterii pobranych z 90% próbek. Algorytm otrzymał też informację o wieku osób, od których pobrano próbki. Następnie dano mu do przeanalizowania pozostałe 10% próbek i poproszono o określenie wieku osób, od których je pobrano. Dokładność przewidywania wieku na podstawie mikrobiomu wynosiła ± 4 lata. Okazało się, że najważniejsze do przewidzenia wieku było 39 gatunków bakterii.

Zhavoronko i jego zespół odkryli, że w miarę jak się starzejemy zwiększa się ilość niektórych mikroorganizmy, np. Eubacterium hallii, która prawdopodobnie odgrywa ważną rolę w metabolizmie. Ubywa zaś innych bakterii, jak na przykład Bacteroides vulgatus, która jest łączona z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego. Współautor badań, Vadim Gladyshev z Uniwersytetu Harvarda uważa, że przyczyną tych zmian mogą być zmiany diety, wzorców snu i czuwania oraz aktywności fizycznej.

Zdaniem naukowców mikrobiom jelitowy może zostać wykorzystany do badania tempa starzenia się jelit oraz do sprawdzenia, czy takie czynniki jak używanie alkoholu, antybiotyków, probiotyków czy dieta mają wpływ na ich długowieczność. Można też będzie porównywać pod tym kątem osoby zdrowe z osobami cierpiącymi np. na chorobę Alzheimera.

Jeśli wyniki badań zespołu Zhavoronki zostaną pozytywnie zweryfikowane, to wiek określany przez mikrobiom można będzie wykorzystywać wspólnie z innymi biologicznymi markerami wieku, jak np. z długością telomerów, i w ten sposób określać rzeczywisty wiek biologiczny oraz stan zdrowia ludzi. Pomoże to też w lepszej ocenie tego, czy różne czynniki, w tym leki czy operacje chirurgiczne, wpływają na proces starzenia się.

Prace Zhavaronki chwali Robin Knight, dyrektor Center for Microbiome Inovation na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. Wraz z zespołem analizuje on właśnie 15 000 próbek zebranych w ramach American Gut Project, którego celem jest stworzenie podobnej technologii określania wieku.

 

 

 

Źródło: Science, KopalniaWiedzy