Vad säger ditt "mikrobiomoln" om dig?

Partiklar, mikrober och kemikalier bombarderar oss varje sekund varje dag. För första gången har forskare tagit en djupgående titt på aktivitetens svärm som följer oss vart vi än går.

Är exposomen nästa medicinska gräns?

För mer forskningsbaserad information om mikrobiomet och hur det påverkar din hälsa, besök vårt dedikerade nav.

Vi är bekanta med genomet (summan av vårt genetiska material) och mikrobiomet (det totala antalet mikrobiella gäster som finns i oss och på oss).

Exposomen omfattar emellertid utbudet av bakterier, kemikalier, virus, växtpartiklar, svampar och mikroskopiska djur som kommer i kontakt med oss ​​under vårt dagliga liv.

Forskare har inte studerat exposomen i detalj. dess inneboende komplexitet och den stora variationen bland människor är bara två hinder för forskare.

Nyligen har ett team från Stanford University School of Medicine i Kalifornien gjort ett tappert försök att ta sig in i detta grumliga ämne.

Professor Michael Snyder, Ph.D., ledde studien. Han förklarar varför exposomen är spännande och varför det är viktigt och säger: "Människors hälsa påverkas av två saker: ditt DNA och miljön."

"Människor har mätt saker som luftföroreningar i bred skala, men ingen har verkligen mätt biologiska och kemiska exponeringar på en personlig nivå."

"Ingen vet verkligen", säger han, "hur omfattande den mänskliga exposomen är eller vilken typ av saker som finns där."

Bortsett från de fascinerande insikter som denna typ av arbete kan ge, finns det en mängd olika sätt som det kan förbättra vår kunskap om vissa förhållanden och deras orsaksfaktorer.

Till exempel, om personer med säsongsallergier övervakar sin exposom under hela året, kan de fastställa exakt vad de är allergiska mot; detta kan potentiellt hjälpa dem att undvika det speciella allergenet i framtiden.

De spännande resultaten publicerades tidigare i veckan i tidskriften Cell.

Exponera exposomen

För att utforska detta mest otäcka fenomen övervakade forskare 15 deltagare med hjälp av en skräddarsydd teknik: en modifierad luftövervakningsenhet. Den fästes vid armen och tog in små ”andetag” från den omgivande luften; ett submikronfilter fångar upp allt som sugs in, inklusive virus, bakterier och svampar. De följdes i cirka 2 år.

Teamet returnerade enheterna till laboratoriet efter användning och experter analyserade deras innehåll, inklusive DNA- och RNA-testning.

Vissa personer övervakades i en vecka och andra övervakades i en månad. En deltagare - professor Snyder själv - bar mätanordningen under hela tvåårsperioden. Sammantaget besökte volontärerna 50 separata platser.

Att avslöja den invecklade genetiska informationen inom den fångade biologiska materien var en annan utmaning för teamet.

Studie medförfattare Chao Jiang, Ph.D., förklarar denna fråga och säger: ”Forskare hade samlat separata bakterier, virala eller svampdatabaser, men för att helt avkoda vår miljöexponering byggde vi en databas för alla domäner för att täcka mer än 40 000 arter. ”

Denna stora nya databas innehåller information om bakterier, virus, djur, svampar, växter och mer. Det är fullt sökbart, så att forskarna kan utveckla en tydlig bild av alla organismer som har fångats. De granskade proverna i oöverträffat djup.

”Ingen har någonsin gjort en undersökning så djupt innan. Vi slutade med cirka 70 miljarder avläsningar. ”

Professor Michael Snyder, Ph.D.

Överraskande skillnader

Forskarna blev särskilt förvånade över variationen som de såg mellan människor som bodde relativt nära.

I en del av studien övervakades fyra deltagare som alla bodde i San Francisco Bay Area i Kalifornien noga i en månad. Varje person bodde i en annan del av regionen: Palo Alto, Sunnyvale, Redwood City eller San Francisco.

"Det visar sig att vi har mycket olika exponeringsprofiler eller" signaturer "även på mycket nära avstånd", förklarar professor Snyder.

"Dessa personliga signaturer är i huvudsak spår av specifika svampar, växter, kemikalier och bakterier som konsekvent ses på eller runt en enskild person, men som varierar mellan människor", tillägger han. "Många miljöaspekter bidrar till detta mikroskopiska amalgam - husdjur, kemikalier för hushåll, blommor i blom och till och med regn."

"Slutsatsen är att vi alla har vårt eget mikrobiomoln som vi släpper runt och spottar ut."

Professor Michael Snyder, Ph.D.

Allas exposom signatur var unik; till exempel hade den person som bodde i San Francisco relativt höga halter av "slambakterier" - den typ du hittar i avloppsreningsverk. Prof Snyder hade å andra sidan genomgående höga nivåer av svampar. Han tror att han kan ha en förklaring till denna avvikelse:

”Killen som målade mitt hus,” förklarar han, ”var en riktigt miljövänlig, grön person. Och han undvek att använda färger med ett ämne som heter pyridin. ” Pyridin dödar svampar och eftersom pyridinnivåerna i färg minskar, kommer svampnivåerna sannolikt att öka.

Prof. Snyder bar sin enhet under hela tvåårsperioden, inklusive under nationella och internationella resor, så hans prover (som förväntat) visade mest variation.

Trots skillnader mellan enskilda personer hittade teamet emellertid vissa kemikalier i de flesta prover. Dessa inkluderade DEET (ett insektsmedel) och flera cancerframkallande ämnen.

Även om denna studie endast involverade ett litet antal personer, föreslår det att exposomen kan kartläggas. Med den mängd data som den här tekniken gör tillgänglig kommer nästa utmaning att utnyttja och förstå dem alla.

Det kommer att ta mycket mer arbete. Tills fler resultat kommer in är exposomen fortfarande ett mystiskt odjur. Nu när en startpunkt har hittats kommer dock mer forskning att följa.