Mikróby, ktoré zdieľame

Mikróby, ktoré zdieľame

Nasleduje úryvok z Obsahujem množstvo , od Eda Yonga.

Dom, v ktorom stojím, je platónskou víziou celoamerickej predmestskej idyly. Vonku sú biele šindľové dosky, hojdacie kreslo na verande a deti jazdiace na bicykloch. Vnútri je viac priestoru, ako Jack Gilbert a jeho manželka Kat vedia, čo robiť. Rovnako ako ja sú Briti a sú zvyknutí na zútulňovanie priestorov. Sú tiež srdeční a majú dobrú náladu: Jack je derviš energie, zatiaľ čo Kat je pripravená a uzemnená. Jeden z ich synov, Dylan, pozerá karikatúry. Ten druhý, Hayden, sa ma z dôvodov, ktoré sú mu najlepšie známe, snaží udrieť do zadku. Chránim sa cúvaním o kuchynskú linku a popíjam šálku čaju. A ako to robím, tiež pasívne vyháňam mikróby z celého pohára, pultu a zvyšku tejto krásne zariadenej kuchyne.



Spravodlivo, aj Gilbertovci. Ako sme videli, my ľudia spolu s hyenami, slonmi a jazvecami vypúšťame do vzduchu okolo nás bakteriálne pachy. Ale uvoľňujeme aj samotné baktérie. Všetci neustále osievame svet našimi mikróbmi. Vždy, keď sa nejakého predmetu dotkneme, zanecháme na ňom mikrobiálny odtlačok. Zakaždým, keď kráčame, rozprávame sa, škrabeme, šúchame sa alebo kýchame, vyžarujeme do vesmíru personalizovaný oblak mikróbov. Každý človek rozpráši okolo 37 miliónov baktérií za hodinu. To znamená, že náš mikrobióm sa neobmedzuje len na naše telá. Neustále zasahuje do nášho prostredia. Keď som sedel v Gilbertovom aute na tejto ceste, vykrvácal som mikróby po celom jeho sedadle. Teraz, keď ležím na jeho kuchynskej linke, podpisujem to svojimi baktériami. Áno, obsahujem ich zástupy, ale len niektoré; zvyšok sa rozšírim do sveta ako živá aura.

Aby analyzovali tieto aury, Gilbertovci si nedávno utreli svoje vypínače, kľučky, kuchynské linky, podlahy v spálni a vlastné ruky, nohy a nosy. Robili to každý deň počas šiestich týždňov. Naverbovali a vyškolili aj šesť ďalších rodín, vrátane singletonov, párov a rodín, aby urobili to isté. Výsledky tejto štúdie – projekt Home Microbiom Project – ukázali, že každý dom má charakteristický mikrobióm, ktorý do značnej miery pochádza od ľudí, ktorí v ňom žijú. Ich ručné baktérie pokrývajú vypínače a kľučky dverí. Ich mikróby na nohách pokrývajú podlahy. Ich kožné chyby sa dostanú na kuchynské povrchy. A to všetko sa deje úžasnou rýchlosťou. Traja z dobrovoľníkov sa v priebehu štúdie presťahovali a ich nové príbytky rýchlo nadobudli mikrobiálny charakter ich starých, aj keď v jednom prípade bola týmto starým bývaním hotelová izba. Do 24 hodín od presťahovania sa na nové miesto ho prepíšeme vlastnými mikróbmi a premeníme ho na odraz nás samých. Keď vás ľudia pozvú, aby ste sa „cítili ako doma“, vy ani oni skutočne nemáte v tejto veci na výber.

Taktiež meníme mikróby našich spolubývajúcich. Gilbertov tím zistil, že spolubývajúci zdieľajú viac mikróbov ako ľudia, ktorí žijú oddelene, a páry sú ešte viac mikrobiálne podobné. („Všetko, čo som, ti dávam a o všetko, čo mám, sa s tebou delím,“ ako znie manželský sľub.) A ak je v okolí pes, tieto spojenia sa stanú super nabitými. 'Psy prinášajú baktérie zvonku dovnútra a zvyšujú mikrobiálny prenos medzi ľuďmi,' hovorí Gilbert. Na základe jeho výsledkov a práce Susan Lynchovej, ktorá ukazuje, že psí prach obsahuje mikróby potláčajúce alergie, si Gilbertovci zaobstarali vlastného psa. Je to zázvorovo-biela zmes zlatého retrievera, kólie a Veľkých Pyrenejí, ktorý sa zodpovedá kapitánovi Beau Diggleymu. „Videli sme prínos vo zvyšovaní mikrobiálnej diverzity v domácnosti a chceli sme sa uistiť, že naše deti majú schopnosť trénovať svoj imunitný systém,“ hovorí Gilbert. „Hayden mu dal meno; odkiaľ sa vzalo to meno, Hayden?' Hayden odpovedá: 'Z mojej hlavy.'

Či už pes alebo človek, všetky zvieratá žijú vo svete mikróbov. A pohybom v tomto svete meníme mikróby v ňom. Keď som cestoval do Chicaga za Gilbertovcami, nechal som svoje kožné mikróby v ich dome, v hotelovej izbe, v niekoľkých kaviarňach, v niekoľkých taxíkoch a na jednom mieste v lietadle. Dobrý kapitán Diggley je fuzzy kanál, ktorý prenáša mikróby z pôdy a vody v Naperville do Gilbertovho sídla. Havajská chobotnica bobtail, prichádza úsvit, splachuje svoje svetlo Vibrio fischeri partnerov do okolitej vody. Hyeny striekajú mikrobiálne graffiti na steblá trávy. A všetci neustále vítame mikróby na a do nášho tela, či už prostredníctvom vdýchnutia alebo požitia, dotykov alebo krokov, zranení alebo uhryznutí. Naše mikrobiómy majú široko siahajúce úponky, ktoré nás zakoreňujú v širšom svete.

Gilbert chce pochopiť tieto súvislosti. Chce byť vševidiacim pohraničníkom pre ľudské telo, ktorý presne vie, ktoré mikróby prichádzajú (a ich miesto pôvodu) a ktoré odchádzajú (a ich cieľ). Ľudia mu však veľmi sťažujú prácu. Komunikujeme s toľkými rôznymi predmetmi, ľuďmi a miestami, že sa stáva nočnou morou sledovať cesty akejkoľvek konkrétnej baktérie. „Som ekológ; Chcem sa k ľudskej bytosti správať ako k ostrovu,“ hovorí. „Ale ja to doslova nemám dovolené. Predložil som návrh, aby sme vzali niektorých ľudí a zavreli ich do priestoru na šesť týždňov a inštitucionálna revízna komisia povedala nie.'

Preto sa obrátil na delfíny.

'Koľko vzoriek by ste chceli?' pýta sa veterinár Bernie Maciol. 'Koľko si ich urobil?' hovorí Gilbert.

'Tri.'

„Môžete urobiť ich repliky? A možno nejaké z inej kožnej stránky? A čo podpazušie? Nie, nie podpazušie. Nech je to čokoľvek. Ako sa volá podpazušie delfína?'

Sme v expozícii delfínov v Shedd Aquarium – veľkej nádrži, na ktorú dohliadajú umelé skaly a stromy. Jessica, trénerka v čierno-modrom neopréne, sedí vo vode a búcha po jej hladine rukou. Tichomorský delfín bieloboký menom Sagu pláva hore. Je to nádherné zviera s kožou ako laminovaná kresba uhlíkom. Je tiež poslušný: keď Jessica drží ruky dlaňami nadol a máva nimi nabok, Sagu sa prevráti a odhalí svoje mliečne biele brucho. Maciol natiahne ruku, utrie Sagu podpazušie vatovým tampónom, uzavrie ho do skúmavky a podá späť Gilbertovi. Robí to isté pre dvoch ďalších delfínov, Kri a Piqueta, ktorí sa ticho motajú vedľa svojich trénerov.

'Robili sme odber vzoriek z dierky, odber vzoriek stolice a odber vzoriek kože,' hovorí mi Jessica. „Pri fúkacej dierke si položím hlavu do dlane, položím na dieru agarovú dosku a poklepem, aby delfín nútene vydýchol. Pre vzorku stolice ich nechám prevrátiť, vložím malý gumený katéter a vytiahnem ho. Nemáme tu nedostatok výkalov.'

Tento akváriový mikrobiómový projekt ponúka Gilbertovi to, čo nemôže získať zo svojho domu v Naperville ani zo žiadneho z iných domov, ktoré ochutnal – akýsi druh vševedúcnosti. Tu sú zvieratá, ktorých prostredie je plne známe. Všetko o vode – teplota, slanosť, obsah chemikálií – sa dá merať a pravidelne je. Gilbert tu môže analyzovať mikrobióm delfínových tiel, vody, potravy, nádrží, trénerov, psovodov a vzduchu, a to raz denne počas šiestich týždňov. 'Sú to skutočné zvieratá s vlastnými skutočnými mikrobiómami, ktoré žijú v skutočnom prostredí, a my sme katalogizovali všetky mikrobiálne interakcie, ktoré majú s týmto prostredím,' hovorí. A to by mu malo poskytnúť bezprecedentný pohľad na spojenie medzi mikróbmi v tele zvieraťa a mikróbmi v okolitom svete.

Obsahujem množstvo

Kúpiť

V akváriu prebieha niekoľko takýchto projektov na zlepšenie života svojich zverencov. Bill Van Bonn, viceprezident Shedd pre zdravie zvierat, mi hovorí, že celý 3-miliónový zdroj vody v hlavnom oceanáriu prechádzal slučkou na podporu života, ktorá ho čistila a filtrovala každé tri hodiny. „Vieš, koľko energie treba na vytlačenie tej vody? Prečo to robíme tak často? Pretože: urobíme túto vodu takú čistú, že to bude úplne najlepšia vec,“ hovorí a nasadí predstieraný gung-ho tón. „Ale keď to zálohujeme a urobíme to o polovicu menej, čo sa stane! Nič! Chemické zloženie vody a zdravie zvierat sa skutočne zlepšujú!“

Van Bonn má podozrenie, že pri streľbe na sanitáciu zašli ich intenzívne čistiace režimy príliš ďaleko. Nakoniec odstránili mikróby z prostredia akvária, zabránili dospelým a rôznorodým spoločenstvám, aby sa usadili, a vytvorili príležitosti na využívanie burinných a škodlivých druhov. Znie to povedome? Presne to robia antibiotiká v črevách nemocničných pacientov. Zbavujú ekosystém jeho pôvodných mikróbov a umožňujú namiesto nich prekvitať konkurenčným patogénom, ako je C-diff. V oboch prostrediach je sterilita prekliatím, nie cieľom a rozmanitý ekosystém je lepší ako chudobný. Tieto princípy sú rovnaké, či už hovoríme o ľudskom čreve alebo akváriovej nádrži – alebo dokonca o nemocničnej izbe.

'Som Dr. Jack Gilbert a to je nemocnica,' hovorí Jack Gilbert a palcom ukazuje na obrovskú nemocnicu, ktorá sa týči za ním.

Teraz sme v Centre starostlivosti a objavovania Chicagskej univerzity, v lesklej novej budove, ktorá vyzerá ako obrie operná brána s niekoľkými šedými, oranžovými a čiernymi vrstvami. Gilbert stojí pred ním a robí opakované zábery na propagačné video. Nie som presvedčený, že kameramanov mikrofón zachytí nejaký slušný zvuk cez zvuk chicagského neľútostného vetra. Som viac presvedčený, že Gilbert je veľmi chladný. A som úplne presvedčený, že áno, je to naozaj nemocnica.

Tesne pred otvorením vo februári 2013 Gilbertov študent Simon Lax viedol tím výskumníkov cez strašidelne prázdne chodby, vyzbrojený taškami s tipmi a plánom. Prešli desiatimi izbami pre pacientov a dvoma ošetrovateľskými stanicami, ktoré sa rozprestierali na dvoch poschodiach: jedno pre krátkodobých pacientov zotavujúcich sa po elektívnej operácii a druhé pre dlhodobých pacientov, ako sú pacienti s rakovinou a príjemcovia transplantátov. Žiadna z izieb však ešte nebola domovom ľudí. Ich jedinými obyvateľmi boli mikróby, ktoré Laxov tím zhromaždil. Utreli nedotknuté podlahy, nablýskané zábradlia a kohútiky a dokonale poskladané plachty.

Zozbierali vzorky zo spínačov svetiel, kľučiek dverí, vetracích otvorov, telefónov, klávesníc a ďalších. Nakoniec vybavili miestnosti záznamníkmi údajov, ktoré merali svetlo, teplotu, vlhkosť a tlak vzduchu, monitormi oxidu uhličitého, ktoré by automaticky zaznamenávali, či bola miestnosť obsadená, a infračervenými senzormi, ktoré dokázali zistiť, kedy ľudia vstúpili alebo odišli. Po slávnostnom otvorení tím pokračoval vo svojej práci a každý týždeň zbieral ďalšie vzorky z izieb a pacientov v nich.

Tak ako iní katalogizovali vyvíjajúci sa mikrobióm novorodenca, Gilbert po prvý raz katalogizoval vyvíjajúci sa mikrobióm novorodeneckej budovy. Jeho tím je teraz zaneprázdnený analýzou údajov, aby zistil, ako prítomnosť ľudí zmenila mikrobiálny charakter budovy a či tieto mikróby z prostredia prúdili späť do obyvateľov. Nikde nie sú tieto otázky dôležitejšie ako v nemocnici. Tam môže tok mikróbov znamenať život alebo smrť – veľa úmrtí. V rozvojovom svete sa asi 5 až 10 percent ľudí, ktorí sa prihlásia do nemocníc a iných zdravotníckych zariadení, počas pobytu nakazí nejakým druhom infekcie, pričom ochorejú práve na miestach, ktoré ich majú urobiť zdravšími. Len v Spojených štátoch to znamená okolo 1,7 milióna infekcií a 90 000 úmrtí ročne. Odkiaľ pochádzajú patogény za týmito infekciami? Voda? Ventilačný systém? Kontaminované vybavenie? Nemocničný personál? Gilbert to plánuje zistiť. Prostredníctvom mamutieho súboru údajov, ktoré jeho tím nazhromaždil, by mal byť schopný vysledovať pohyby patogénov, povedzme, od vypínača svetla na ruku lekára až po podložku pacienta. A mal by byť schopný nájsť spôsoby, ako obmedziť život ohrozujúcu premávku.

Toto nie je nový problém. Už od 60. rokov 19. storočia, keď Joseph Lister zaviedol vo svojej nemocnici sterilné techniky, režimy čistenia pomáhali obmedziť šírenie patogénov. Jednoduché opatrenia ako umývanie rúk nepochybne zachránili nespočetné množstvo životov. Ale tak, ako sme to prehnali v užívaní nepotrebných antibiotík alebo napenení sa antibakteriálnymi dezinfekčnými prostriedkami, zašli sme príliš ďaleko aj pri čistení našich budov – dokonca aj nemocníc. Napríklad jedna nemocnica v USA nedávno minula okolo 700 000 dolárov na inštaláciu podláh, ktoré boli impregnované antibakteriálnymi látkami, a to aj napriek tomu, že neexistujú dôkazy o tom, že takéto opatrenia fungujú. Môžu dokonca veci zhoršiť. Rovnako ako vo výbehu delfínov a ľudských črevách, možno snaha o sterilizáciu našich nemocníc vytvorila dysbiózu v mikrobiómoch našich budov. Odstránením neškodných baktérií, ktoré by inak bránili rastu patogénov, sme možno nechtiac vytvorili nebezpečnejší ekosystém.

„Chcete priviesť mikróby, ktoré sú neškodné alebo nie sú veľmi v interakcii a len osídľujú povrchy,“ dodáva Sean Gibbons, ďalší z Gilbertových študentov. 'Rozmanitosť je dobrá.' A ak sa sanitácia zavedie príliš ďaleko, môže spôsobiť kolaps diverzity. Gibbons to ukázal štúdiom verejných toaliet. Zistil, že dôkladne vydrhnuté záchody sú najskôr kolonizované fekálnymi mikróbmi, ktoré sú vypúšťané do ovzdušia vriacou splachovanou vodou. Tieto druhy nakoniec prekonajú rozmanité kožné mikróby, ale akonáhle sa toaleta opäť vydrhne, spoločenstvá sa vrátia na začiatok. Takže, tu je irónia: toalety, ktoré sa čistia príliš často, sú pravdepodobnejšie pokryté fekálnymi baktériami.

Jessica Green, inžinierka so sídlom v Oregone, z ktorej sa stala ekologička, našla podobný vzor medzi mikróbmi, ktoré sa vznášajú v klimatizovaných nemocničných izbách. 'Predpokladala som, že mikrobiálna komunita vnútorného vzduchu bude podmnožinou vonkajšieho vzduchu,' hovorí. 'Naozaj ma prekvapilo, že sme medzi nimi nevideli takmer žiadne prekrývanie.' Vonku bol vzduch plný neškodných mikróbov z rastlín a pôdy. V interiéri obsahoval neúmerné množstvo potenciálnych patogénov, ktoré sú vo vonkajšom svete bežne zriedkavé alebo chýbajú, no boli vypustené z úst a kože obyvateľov nemocníc. Pacienti účinne dusili vo vlastných mikrobiálnych šťavách. A najlepší spôsob, ako to opraviť, bol pozoruhodne jednoduchý: otvorte okno.


Od Obsahujem množstvo: Mikróby v nás a širší pohľad na život od Eda Yonga. Copyright 2016 Ed Yong. Vyňaté so súhlasom spoločnosti Ecco, odtlačok vydavateľstva HarperCollins.