Ένα κρύο πρωινό του περασμένου Νοέμβρη, κάπου σε κάποιο εργαστήριο στη Ζυρίχη, μερικοί Ελβετοί επιστήμονες άνοιγαν με ενθουσιασμό ένα πολυαναμενόμενο πακέτο από την αγροτική Αιθιοπία. Αποστολέας του πακέτου ήταν ο ερευνητής δημόσιας υγείας Abdifatah Muhummed, ενώ το ίδιο το πακέτο ήταν γεμάτο περιττώματα.
Επί δύο μήνες, ο Muhummed συνέλεγε δείγματα κοπράνων από παιδιά σε μια απομακρυσμένη, κτηνοτροφική κοινότητα στην περιοχή Σομαλί της Αιθιοπίας, στο πλαίσιο μιας παγκόσμιας προσπάθειας για την καταγραφή και τη διατήρηση της ποικιλομορφίας των βακτηρίων του ανθρώπινου εντέρου. Χώρισε κάθε δείγμα σε τέσσερα σωληνάρια, τα κατέψυξε στους -80 βαθμούς Κελσίου και έστειλε δύο από αυτά στην Ευρώπη.
Στο πεπτικό σύστημα ζουν τρισεκατομμύρια βακτήρια, μύκητες και άλλα μικρόβια. Πολλά από αυτά είναι ευεργετικά για την ανθρώπινη υγεία, αφού ενισχύουν τον μεταβολισμό και το ανοσοποιητικό μας σύστημα, για παράδειγμα. Αλλά η ποικιλομορφία τους απειλείται από τη βιομηχανοποίηση, την αστικοποίηση και την κλιματική αλλαγή.
Αναλύοντας ο Muhummed μερικά από τα δείγματα που είχε συλλέξει – τοποθετώντας τα σε Τρυβλία καλλιέργειας Πέτρι και προσθέτοντας μια χρωστική ουσία για να γίνουν ορατά στο μικροσκόπιο – έμεινε έκπληκτος όταν βρήκε σημάδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, ακόμη και σε δείγματα που είχαν ληφθεί από παιδιά που δεν είχαν ποτέ εκτεθεί σε σύγχρονα αντιβιοτικά.
Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι επιστήμονες θέλουν να δημιουργήσουν μια παγκόσμια βιοτράπεζα – μια κιβωτό του Νώε με μικρόβια, σα να λέμε – όπου θα συλλέγονται δείγματα από όλο τον κόσμο, προτού να είναι πολύ αργά. «Φυσικά, είναι δύσκολο να πούμε συγκεκριμένα τι χάνουμε», λέει ο μικροβιολόγος Adrian Egli, ο οποίος εδρεύει στη Ζυρίχη και είναι μέλος του σκληρού πυρήνα της ομάδας πίσω από το project Microbiota Vault.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες παρουσιάζουν κάποια δείγματα κοπράνων που προέρχονταν από κτηνοτρόφους, επειδή η διατροφή επηρεάζει το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου. «Ο τρόπος ζωής τους είναι εντελώς διαφορετικός από τους ανθρώπους που ζουν σε πόλεις ή αστικές περιοχές», λέει ο Muhummed, υποψήφιος διδάκτορας που συνέλεξε περισσότερα από 350 δείγματα στο πλαίσιο της συνεργασίας του Πανεπιστημίου Jigjiga, του Ελβετικού Ινστιτούτου Τροπικής και Δημόσιας Υγείας και του Πανεπιστημίου της Βασιλείας.
Βασική τροφή των κτηνοτρόφων αποτελεί το γάλα, οπότε η διατροφή τους είναι πλούσια σε λιπαρά οξέα. Μέχρι τώρα, ωστόσο, οι κτηνοτρόφοι σπάνια εξετάζονταν σε μελέτες υγείας, επειδή είναι νομάδες από τη φύση τους, μετακινώντας τα κοπάδια τους μεταξύ των λίγων βοσκοτόπων που έχουν απομείνει μετά από χρόνια ξηρασίας στην Ανατολική Αφρική. Έτσι, έχουν μικρή πρόσβαση σε ιατρική περίθαλψη.
Καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι μετακομίζουν στις πόλεις, υιοθετούν νέες διατροφικές συνήθειες και εκτίθενται σε ένα διαφορετικό περιβάλλον. Οι κτηνοτρόφοι στην Αιθιοπία αρχίζουν επίσης να αγοράζουν τα περισσότερα από τα τρόφιμα που καταναλώνουν, όπως ρύζι και ζυμαρικά, σύμφωνα με τον Muhummed. Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει τη σύνθεση του μικροβιώματός τους και να ωθήσει τα εξειδικευμένα βακτήρια που ζουν στα έντερά τους στην εξαφάνιση.
Στο Microbiota Vault θα μπορούσαν μια μέρα να αποθηκευτούν μόνιμα δεκάδες χιλιάδες δείγματα κοπράνων από υγιείς ανθρώπους σε όλο τον κόσμο, ώστε να μην χαθούν εντελώς τα διαφορετικά είδη βακτηρίων. Θα μπορούσαν ακόμη και να αναβιώσουν και να καλλιεργηθούν για τη θεραπεία ασθενειών στο μακρινό μέλλον.
Υπάρχουν ήδη δεκάδες τράπεζες κοπράνων και πολυάριθμες προσπάθειες αρκετών ερευνητών που μελετούν το ανθρώπινο μικροβίωμα, που μπορεί να θέλουν να διατηρήσουν τα δείγματά τους στο θησαυροφυλάκιο ως εφεδρικά. Όπως η κιβωτός του Νώε, οι συνεισφέροντες ερευνητές θα χωρίσουν τα δείγματά τους σε δύο: ένα για το θησαυροφυλάκιο και ένα για να το κρατήσουν στην τράπεζά τους (οι πάροχοι διατηρούν την κυριότητα όλων των δειγμάτων). «Είναι ένα δούναι και λαβείν, ένα κέρδος και για τις δύο πλευρές. Παρέχουμε την υποδομή, αλλά αποκτούμε επίσης πρόσβαση στα δεδομένα σε κάποιο σημείο», λέει ο Egli. Από την άλλη πλευρά, η ομάδα του έργου Microbiota Vault στοχεύει στην τεκμηρίωση και δημοσίευση των δεδομένων σε τυποποιημένη μορφή για τη διευκόλυνση της διεθνούς έρευνας.
Το πού θα κατασκευαστεί το πραγματικό θησαυροφυλάκιο – προς το παρόν υπάρχει απλώς ένας καταψύκτης στο εργαστήριο του Egli στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης – δεν έχει ακόμη αποφασιστεί. Θα μπορούσε να αποτελέσει μέρος του παγκόσμιου θησαυροφυλακίου Σβάλμπαρντ στη Νορβηγία ή να εγκατασταθεί σε ένα μετασκευασμένο στρατιωτικό καταφύγιο στις Άλπεις. Βέβαια, η πολιτική σταθερότητα της Ελβετίας, οι καλές υποδομές και οι δεσμοί της με διεθνείς οργανισμούς όπως ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας στη Γενεύη την καθιστούν κατάλληλη υποψήφια. Η χρηματοδότηση ύψους 1 εκατομμυρίου δολαρίων θα καλύψει την πιλοτική φάση του έργου έως το 2024.
Για να πραγματοποιήσουν το όραμά τους, ο Egli και οι συνάδελφοί του πρέπει πρώτα να δοκιμάσουν ποιες τεχνικές κατάψυξης και συντηρητικά είναι τα καλύτερα για να διατηρήσουν τα βακτήρια ζωντανά μακροπρόθεσμα. Αυτό θα το διαπιστώσουν όταν η πρώτη παρτίδα δειγμάτων αποψυχθεί, ταξινομηθεί κι εξεταστεί ξανά μετά από δύο χρόνια. «Τότε μπορούμε να πούμε ποια μέθοδος διατηρεί καλύτερα τη μικροβιακή ποικιλομορφία», λέει ο ίδιος.
Ένα κρύο πρωινό του περασμένου Νοέμβρη, κάπου σε κάποιο εργαστήριο στη Ζυρίχη, μερικοί Ελβετοί επιστήμονες άνοιγαν με ενθουσιασμό ένα πολυαναμενόμενο πακέτο από την αγροτική Αιθιοπία. Αποστολέας του πακέτου ήταν ο ερευνητής δημόσιας υγείας Abdifatah Muhummed, ενώ το ίδιο το πακέτο ήταν γεμάτο περιττώματα.
Επί δύο μήνες, ο Muhummed συνέλεγε δείγματα κοπράνων από παιδιά σε μια απομακρυσμένη, κτηνοτροφική κοινότητα στην περιοχή Σομαλί της Αιθιοπίας, στο πλαίσιο μιας παγκόσμιας προσπάθειας για την καταγραφή και τη διατήρηση της ποικιλομορφίας των βακτηρίων του ανθρώπινου εντέρου. Χώρισε κάθε δείγμα σε τέσσερα σωληνάρια, τα κατέψυξε στους -80 βαθμούς Κελσίου και έστειλε δύο από αυτά στην Ευρώπη.
Στο πεπτικό σύστημα ζουν τρισεκατομμύρια βακτήρια, μύκητες και άλλα μικρόβια. Πολλά από αυτά είναι ευεργετικά για την ανθρώπινη υγεία, αφού ενισχύουν τον μεταβολισμό και το ανοσοποιητικό μας σύστημα, για παράδειγμα. Αλλά η ποικιλομορφία τους απειλείται από τη βιομηχανοποίηση, την αστικοποίηση και την κλιματική αλλαγή.
Αναλύοντας ο Muhummed μερικά από τα δείγματα που είχε συλλέξει – τοποθετώντας τα σε Τρυβλία καλλιέργειας Πέτρι και προσθέτοντας μια χρωστική ουσία για να γίνουν ορατά στο μικροσκόπιο – έμεινε έκπληκτος όταν βρήκε σημάδια ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά, ακόμη και σε δείγματα που είχαν ληφθεί από παιδιά που δεν είχαν ποτέ εκτεθεί σε σύγχρονα αντιβιοτικά.
Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι επιστήμονες θέλουν να δημιουργήσουν μια παγκόσμια βιοτράπεζα – μια κιβωτό του Νώε με μικρόβια, σα να λέμε – όπου θα συλλέγονται δείγματα από όλο τον κόσμο, προτού να είναι πολύ αργά. «Φυσικά, είναι δύσκολο να πούμε συγκεκριμένα τι χάνουμε», λέει ο μικροβιολόγος Adrian Egli, ο οποίος εδρεύει στη Ζυρίχη και είναι μέλος του σκληρού πυρήνα της ομάδας πίσω από το project Microbiota Vault.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες παρουσιάζουν κάποια δείγματα κοπράνων που προέρχονταν από κτηνοτρόφους, επειδή η διατροφή επηρεάζει το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου. «Ο τρόπος ζωής τους είναι εντελώς διαφορετικός από τους ανθρώπους που ζουν σε πόλεις ή αστικές περιοχές», λέει ο Muhummed, υποψήφιος διδάκτορας που συνέλεξε περισσότερα από 350 δείγματα στο πλαίσιο της συνεργασίας του Πανεπιστημίου Jigjiga, του Ελβετικού Ινστιτούτου Τροπικής και Δημόσιας Υγείας και του Πανεπιστημίου της Βασιλείας.
Βασική τροφή των κτηνοτρόφων αποτελεί το γάλα, οπότε η διατροφή τους είναι πλούσια σε λιπαρά οξέα. Μέχρι τώρα, ωστόσο, οι κτηνοτρόφοι σπάνια εξετάζονταν σε μελέτες υγείας, επειδή είναι νομάδες από τη φύση τους, μετακινώντας τα κοπάδια τους μεταξύ των λίγων βοσκοτόπων που έχουν απομείνει μετά από χρόνια ξηρασίας στην Ανατολική Αφρική. Έτσι, έχουν μικρή πρόσβαση σε ιατρική περίθαλψη.
Καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι μετακομίζουν στις πόλεις, υιοθετούν νέες διατροφικές συνήθειες και εκτίθενται σε ένα διαφορετικό περιβάλλον. Οι κτηνοτρόφοι στην Αιθιοπία αρχίζουν επίσης να αγοράζουν τα περισσότερα από τα τρόφιμα που καταναλώνουν, όπως ρύζι και ζυμαρικά, σύμφωνα με τον Muhummed. Αυτό θα μπορούσε να αλλάξει τη σύνθεση του μικροβιώματός τους και να ωθήσει τα εξειδικευμένα βακτήρια που ζουν στα έντερά τους στην εξαφάνιση.
Στο Microbiota Vault θα μπορούσαν μια μέρα να αποθηκευτούν μόνιμα δεκάδες χιλιάδες δείγματα κοπράνων από υγιείς ανθρώπους σε όλο τον κόσμο, ώστε να μην χαθούν εντελώς τα διαφορετικά είδη βακτηρίων. Θα μπορούσαν ακόμη και να αναβιώσουν και να καλλιεργηθούν για τη θεραπεία ασθενειών στο μακρινό μέλλον.
Υπάρχουν ήδη δεκάδες τράπεζες κοπράνων και πολυάριθμες προσπάθειες αρκετών ερευνητών που μελετούν το ανθρώπινο μικροβίωμα, που μπορεί να θέλουν να διατηρήσουν τα δείγματά τους στο θησαυροφυλάκιο ως εφεδρικά. Όπως η κιβωτός του Νώε, οι συνεισφέροντες ερευνητές θα χωρίσουν τα δείγματά τους σε δύο: ένα για το θησαυροφυλάκιο και ένα για να το κρατήσουν στην τράπεζά τους (οι πάροχοι διατηρούν την κυριότητα όλων των δειγμάτων). «Είναι ένα δούναι και λαβείν, ένα κέρδος και για τις δύο πλευρές. Παρέχουμε την υποδομή, αλλά αποκτούμε επίσης πρόσβαση στα δεδομένα σε κάποιο σημείο», λέει ο Egli. Από την άλλη πλευρά, η ομάδα του έργου Microbiota Vault στοχεύει στην τεκμηρίωση και δημοσίευση των δεδομένων σε τυποποιημένη μορφή για τη διευκόλυνση της διεθνούς έρευνας.
Το πού θα κατασκευαστεί το πραγματικό θησαυροφυλάκιο – προς το παρόν υπάρχει απλώς ένας καταψύκτης στο εργαστήριο του Egli στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης – δεν έχει ακόμη αποφασιστεί. Θα μπορούσε να αποτελέσει μέρος του παγκόσμιου θησαυροφυλακίου Σβάλμπαρντ στη Νορβηγία ή να εγκατασταθεί σε ένα μετασκευασμένο στρατιωτικό καταφύγιο στις Άλπεις. Βέβαια, η πολιτική σταθερότητα της Ελβετίας, οι καλές υποδομές και οι δεσμοί της με διεθνείς οργανισμούς όπως ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας στη Γενεύη την καθιστούν κατάλληλη υποψήφια. Η χρηματοδότηση ύψους 1 εκατομμυρίου δολαρίων θα καλύψει την πιλοτική φάση του έργου έως το 2024.
Για να πραγματοποιήσουν το όραμά τους, ο Egli και οι συνάδελφοί του πρέπει πρώτα να δοκιμάσουν ποιες τεχνικές κατάψυξης και συντηρητικά είναι τα καλύτερα για να διατηρήσουν τα βακτήρια ζωντανά μακροπρόθεσμα. Αυτό θα το διαπιστώσουν όταν η πρώτη παρτίδα δειγμάτων αποψυχθεί, ταξινομηθεί κι εξεταστεί ξανά μετά από δύο χρόνια. «Τότε μπορούμε να πούμε ποια μέθοδος διατηρεί καλύτερα τη μικροβιακή ποικιλομορφία», λέει ο ίδιος.
