מחקר חדש הכולל גנום מגלה עדות למערכות היחסים השלוש -כיווניות הראשונות בין שונות גנטית אנושית, וריאציה במרכיב הפטרייתי של המיקרוביומה האנושית – המכונה Mycobiome – וסיכון להתפתחות מחלה כרונית. הממצאים קובעים קשרים שלא היו מוכרים בעבר בין גנטיקה אנושית, פטריות בטן ומחלות כרוניות, ומרחיבים את הפרדיגמה של אינטראקציות בין מיקרוב אנושי במעיים לכלול את המיקוביומה.
פטריות הבטן מובנות מאוד בהשוואה למיקרובי מעיים אחרים כמו חיידקים וארכאה. אנו יודעים הרבה פחות על מה שקובע את הפטריות השוכנות במעיים והאם הם חשובים לבריאות האדם. התוצאות שלנו מדגימות – לראשונה – הגנטיקה המארחת יכולה להשפיע על הפטריות שחיות במעיים ומספקות רמזים על המנגנונים הפיזיולוגיים שקובעים את שפעם. "
אמילי דבנפורט, עוזרת פרופסור לביולוגיה במכללת אברלי למדע בפן סטייט ומחברת העיתון
מאמר המתאר את המחקר, על ידי צוות מדענים במרכז המיקרוביומה הבריאותי של פן סטייט (OHMC), הופיע ב -2 בספטמבר בכתב העת Applociess-Accession ביולוגיה של PLOS.
"יכולתם של הקלינאים לאבחן ולטפל במחלות כרוניות מוגבלת על ידי אי וודאות מדעית סביב גורמים התורמים לסיכון למחלות," אמר סופר המחקר סת 'בורדנשטיין, דורותי פוהר האק וג'יי לויד האק, יו"ר יו"ר מדעי המיקרוביומה, מנהל OHMC ופרופסור לביולוגיה ואנטומולוגיה במצב פן. "קביעת סיכון המחלה וההופעה מתרחשת בגלל אינטראקציות בין גנים אנושיים למיקרואורגניזמים היא אתגר מרכזי לפתור עם פוטנציאל מהותי לאבחון בהתאמה אישית וביו -בייאויטיקה."
על פי צוות המחקר, מדענים כי מדענים חשבו בעבר כי פטריות מעי נקבעות על ידי דיאטה, על פי צוות המחקר, ומדענים חשבו בעבר כי אינטראקציות בין אנושי-פונגי לא היו מעורבות במחלות מעיים, אולם אינטראקציות אנוש-פונגי אינן מובנות בצורה לא טובה. כדי לבחון את הקשר בין וריאציה גנטית אנושית לבין וריאציה בקהילות פטרייתיות במערכת העיכול, החוקרים ערכו מחקר אסוציאציה רחב גנום (GWAS). הם התמקדו במספר ובסוגי הגנים האנושיים המשפיעים על שפע פטריות הבטן ובפיתוח מחלות כרוניות מרכזיות.
אמילי ואן ואן סיוק, חוקרת פוסט-דוקטורט בפן פן סטייט, אמרה כי "מחקר זה יוצא למסע ראשון בעין לחשיפת הבסיס הגנטי של המיקוביומה של המעיים האנושית," אמרה אמילי ואן סיוק, חוקרת פוסט-דוקטורט בפן סטייט בזמן המחקר והמחברת הראשונה של העיתון. "בגילוי קטן של קבוצת GWAS שקיבלה תוקף בשני מערכי נתונים גדולים יותר, אנו מגלים כי פטריות בטן, קשורות לגרסאות גנטיות אנושיות, ובתורם מצבי מחלות. אנו נרגשים להמשיך ולמשוך את החוט הזה כדי לפתוח את הכוחות המעצבים פטריות מעיים אנושיות ולתרום לבריאות ומחלות."
הצוות ניגש לנתוני מיקוביומה במעיים מזווגים ונתוני גנום אנושי של 125 אנשים באמצעות פרויקט המיקרוביומה האנושי, יוזמה של NIH לחקר הקהילות המיקרוביאליות שחיות בגופנו ובתפקידים שהם ממלאים בבריאות האדם ובמחלות. לאחר שזיהו ואפיינו גנים אנושיים המקשרים לשונות בשפע פטריות הבטן הספציפיות, הם בדקו האם מערכות יחסים בין מיקומים בגנום האנושי ופטריות הבטן משפיעות על סיכון למחלות אנושיות.
בורדנשטיין אמר כי "חשפנו מספר מפתיע של קשרים גנטיים לפטריות מעיים ספציפיות, והגילוי שלנו לגבי קשר בין שמרים מסוימים, קזאצ'סטניה וסכנת מחלות לב וכלי דם מעניינת במיוחד למחקרים ותיקוף עתידי", אמר בורדנשטיין. "מחקר זה הוא הצעד העיקרי הראשון שלנו להבנת ההשפעות של וריאציה גנטית אנושית על קבוצה מובנת מאוד של מיקרואורגניזמים מעי – המיקוביומה."
החוקרים מצאו בסך הכל 148 גרסאות גנטיות הקשורות לפטריות בשבע כרומוזומים המקשרים סטטיסטית לתשעה מסות פטרייתיות, וחשפו מספר קשרים גנטיים עם פטריות מעיים וסיכון למחלות. המחקר הוגבל על ידי קבוצה קטנה שהוערכה עבור פטריות מעי בפרויקט המיקרוביומה האנושי, אך הקשר עם מחלת לב וכלי דם אושר בנתונים של קבוצות גדולות יותר בבריטניה וקונסורציום עולמי שהתמקד במחלות עורקים כליליות. מחקרים עתידיים עשויים להבהיר אם וכיצד פטריות הבטן מתווכות את הסיכון למחלות כרוניות, כמו גם לחשוף את המנגנון שבאמצעותו קשורים וריאציה גנטית ופטריות בטן, אמר בורדנשטיין.
"תוצאות אלה מציעות הצצה ראשונה מרגשת לוויסות גנטי מארח של המיקוביומה", אמר דבנפורט. "אפילו יותר מרגשים, הם פותחים שאלות רבות נוספות לגבי אופן התרחשות.
המוסדות הלאומיים של ארה"ב לבריאות ופן סטייט מימנו את המחקר.
