Termin mikrobom został zaproponowany przez Joshu’a Ledergerg’a w 2001 roku, określał on ekologiczne środowisko składające się z mikroorganizmów komensalnych, symbiotycznych oraz chorobotwórczych. Został on wprowadzony w celu określenia informacji genetycznej zawartej w populacji drobnoustrojów kolonizujących organizm człowieka. Założeniem było uznanie ludzkiego i prokariotycznego genomu jako wspólny metagenom.

Zatrudnienie w dotychczasowych eksperymentach nad mikrobiomem miały głównie myszy GM (ang. germ free), czyli pozbawione mikrobioty, hodowane w sterylnych warunkach. Jednakże gryzonie te mają zupełnie inną fizjologię oraz różną kompozycją drobnoustrojów jelitowych niż ludzie. Świnie natomiast charakteryzują się anatomią oraz systemem immunologicznym bardziej zbliżonym do człowieka, dodatkowo ich obszerna dieta oraz podobny przewód pokarmowy przemawia za nimi jako zwierzętami modelowymi. Co więcej badania Pang’a kreują pogląd, że świnię można zhumanizować. Przeprowadzono eksperyment, który polegał na zaszczepieniu jelita świni GM, mikroorganizmami pochodzącymi z jelita zdrowego 10-letniego chłopca. Okazało się, że profil mikrobiotyczny, ustalony za pomocą metod nie hodowlanych po 12 dniach w obydwu przypadkach był bardzo zbliżony. Badania te gruntują również pogląd, że kolonizacja mikroorganizmami jelitowymi u świni oraz człowieka przebiega podobnie. Wnikliwej ocenie poddano także wpływ wprowadzenia do diety świni pokarmu w formie stałej. Dieta ta skutkowała redukcją bakterii z rodzaju Bifidobacterium, które to u człowieka dominują w pierwszym okresie  życia. W związku z tym świnia jest dobrym modelem w badaniu na przykład wpływu diety oraz zmian środowiskowych na zespół mikroorganizmów jelitowych człowieka.

Jeden z eksperymentów nad mikrobiomem świni, pokazuje, że transkrypcja genów mikroorganizmów związanych z produkcją i przekształcaniem energii wzrasta w ich jelicie po podaniu ASP250 (mieszanina 3 substancji antymikrobiologicznych) w porównaniu ze świniami nie otrzymującymi żadnych dodatków do diety. Dodatkowo zauważono wzrost  genów oporności antybiotykowej, włączając w to geny oporności na substancje antymikrobiologiczne, które nie były dodawane do pożywienia świń. Sharon Donovan, pediatra z Uniwersytetu w Illinois, zgadza się ze twierdzeniem, że: „Świnia jest wyjątkowym modelem dla ludzkich niemowląt pod względem rozwoju przewodu pokarmowego, odporności oraz rozwoju poznawczego”.

Niestety wciąż dużo mniej wiadomo o mikrobiomie świńskim niż np. mysim. Lepsze i dokładniejsze jego poznanie jest wyzwaniem dla naukowców. Dodatkowo świnie są dość drogie, w Chinach koszt jednej sztuki to około 120 dolarów. Jednakże Jeremy Nicholson, biolog z Uniwersytetu w Londynie twierdzi, że świnia zaszczepiona ludzkimi mikroorganizmami jelitowymi „staje się bliższym zwierzęcym modelem ludzkiego ogólnego systemu zachowania” niż inne zwierzęta. Dodaje on również, że zhumoniwane świnie są najlepszą rzeczą jaką można było zrobić dla testowania leków przeznaczonych dla człowieka.

Następna dekada z pewnością przyniesie rewolucje w rozumieniu mikroorganizmów i ich roli w utrzymaniu zdrowia gospodarza. Najprawdopodobniej uda się odpowiedzieć na pytanie jak manipulować naszym mikrobiomem w celu odniesienia korzyści terapeutycznych.

Kamila Klajman

Literatura:

http://europepmc.org/articles/PMC3299501/reload=0;jsessionid=EQQPjXTLGB3YjuQS5uRy.4

http://211.144.68.84:9998/91keshi/Public/File/41/336-6086/pdf/1250.full.pdf

http://www.journalofanimalscience.org/content/89/5/1531.long