https://bodybydarwin.com
Slider Image

Denne nye enheten kan lære oss hvordan den uekte i luften påvirker helsen vår

2021

Sykdommer kan oppstå fra en rekke forskjellige faktorer, inkludert både genene vi arver og miljøene vi lever i. Noen ganger er det en enkelt genetisk mutasjon som forårsaker tilstanden, som tilfellet er med sigdcellesykdom eller cystisk fibrose. Andre ganger spiller miljøfaktorer den største rollen; Å røyke sigaretter øker for eksempel risikoen for lungekreft. Og mens vi har undersøkt de genetiske røttene til sykdom tett gjennom det humane genomprosjektet og lignende satsinger, har vi ennå ikke funnet en måte å analysere en gruppe og individets miljøeksponeringer på: Hva puster de inn hver dag som gjør dem mer eller mindre utsatt for sykdom?

Forskere sier at et nytt, bærbart verktøy som tar luftprøver i samme rytme som et menneskelig pust, kan gi en bedre forståelse av hva folk blir utsatt for hver dag, og hvordan eksponeringen kan påvirke helsen vår. I en første-i-sin-type studie festet forskere enheten til 15 personer slik at den kunne holde oversikt over hverdagen.

Det viser seg at alle mennesker ser ut til å ha et utpreget ekspo, som er det forskerne kaller kombinasjonen av bakterier og andre mikropartikler vi inntar daglig når vi puster. De tror at dette kan være en manglende puslespill for å forstå sykdom. Men til nå har ingen hatt en spesielt god måte å studere denne kontakten på.

"Enheten er veldig kraftig, " sier Jack Gilbert, en mikrobiolog og direktør for Microbiome Center ved University of Chicago, som ikke var involvert i forskningen. Han sier studien i seg selv er veldig foreløpig, men implikasjonene for den er enorme: Det er store helsemessige forskjeller mellom forskjellige befolkningsgrupper, sier han, og å finne ut hvilke miljøfaktorer som har mest innflytelse er nøkkelen til å begrense den gapet.

"Hvor du bor kan påvirke sykdomsrisikoen din, og det er basert på hva du blir utsatt for, " sier Gilbert. "Vi har sporet kjemiske miljøgifter i luften og i vannet, men hvis vi hadde en enhet som dette, kunne vi produsert et mye mer robust datasett. Det ville være stort. ”

Enheten i seg selv er på størrelse med en iPhone og hviler i et tilfelle som er festet til en persons arm. I omtrent samme rytme som vi puster inn, tar enheten inn en luftmengde i størrelse - og alle de små partiklene som følger med.

For studien, som ble publisert forrige uke i tidsskriftet Cell- forskere, festet enheten til 15 deltagere. Fordi målet med studien var mer utforskende og mindre strukturert, varierte mengden tid hver person hadde på seg enheten; de fleste hadde på seg fra tre til syv dager, men en deltaker - en av forfatterne selv (Michael Snyder, en genetiker ved Stanford) - hadde det på seg i to år i strekk. Noen få dager til en uke (eller bare en gang, avhengig av hvor lenge en person hadde på seg det), ville forskerne fjerne dets mikrobielle innhold og sekvensere dem. Det forskerne fant var at stoffene som inhaleres varierte betydelig, til tross for at alle deltakerne var i samme geografiske region - San Francisco Bay Area.

Alle disse dataene var superinteressante for forskere å lese gjennom, men ga ikke noen stor innsikt i hva som gjør oss syke eller holder oss sunne. Lederforfatter Chao Jiang, postdoktor i instituttet for genetikk i Stanford, sier at selv om forskningen er foreløpig, har enheten selv konsekvenser for både grunnleggende vitenskap og folkehelse. Tidligere iterasjoner av enheter som overvåker mikroorganismer i luften har vært uhåndterlige, stasjonære maskiner. Fordi de ikke kan flyttes rundt veldig lett, har de bare muligheten til å overvåke et enkeltrom. Så det var virkelig ikke mulig å holde oversikt over alt en person puster inn på en dag.

Jiang sier at selv om vi vet at det er mange miljøgifter som påvirker helsen vår, vet vi ikke mekanismen de påvirker oss gjennom. Han sammenligner dette med at vi vet at trening er bra for hjertene våre, men vi vet ikke helt hvorfor. Med denne enheten kan forskere koble helsemessige forhold til spesifikke eksponeringer. For eksempel ved å studere personer med astma, kan forskere kanskje koble spesifikke miljøallerggener til astmatiske episoder, og potensielt lage en sammenheng mellom en partikkel som er til stede i luften vi puster inn og symptomdebut. Med den spesifisiteten spikret ned, kan de kanskje deretter finne mekanismen bak det - som vil åpne døren for å lage målrettede behandlinger.

Gilbert er enig. Han sier at all forskningen på det såkalte "eksposomet" hittil har brukt prøver samlet fra vanlige områder mennesker utsetter seg for, men ingen i en mer individuell skala. For eksempel et papir som han publiserte i 2016 i New England Journal of Medicine, forsøkte å forstå hvorfor barn blant Amish- og Hutterite-samfunnene - begge landbruksgrupper med liten eksponering for industriområder - hadde så forskjellige forekomster av astma (Fire prosent av Amish barn får astma, mens 25 prosent av barnene i Hutterite har tilstanden). Gilberts team brukte støvprøver fra stuerne i både Amish og Hutterite barnehus. De ga det mikrobielle innholdet i støvprøvene til mus og fant ut at gnagere som ble utsatt for Amish-barnestøv ikke fikk astma, mens de som fikk Hutterite-barnestøvet gjorde.

Det var en flott bekreftelse, sier Gilbert, men vi samlet bare støv fra kriker og kroker på soverommet deres, mens hvis vi faktisk hadde støvet fra deres daglige eksponering hva de blir utsatt for i rommene deres, på gården, på skolen, på vogna, veien, og så videre som hadde hjulpet vår evne til å avgjøre om det var varians i befolkningen betydelig. ”Det var der den bærbare enheten brukes i denne studien ville være avgjørende, sier han.

I fremtiden sier Stanfords Jiang at den bærbare enheten kan og sannsynligvis vil bli brukt til alle slags eksperimenter, fra de som svarer på grunnleggende vitenskapelige spørsmål til andre som overvåker bekymringer for folkehelsen som influensavirus, og hvordan det noen ganger blir farligere noen år mer enn andre. Hvis forskere kan forstå hva som er forskjellig med miljøene der mennesker smitter på sykdommen, kan de kanskje være i stand til å finne ut når og hvor influensavirus sannsynligvis vil bli farlig - og potensielt stoppe den i dens spor.

Foreløpig er det viktig å huske at, ja, alt rundt har innflytelse på helsen vår. Men forskere har ennå ikke festet ned hva, hvordan eller hvor mye. Så ikke forvent en eksponert-biotisk pille ennå.

Kina planlegger å skyte raketter ut i verdensrommet fra massive godstogere og fly

Kina planlegger å skyte raketter ut i verdensrommet fra massive godstogere og fly

Godstog er fremtiden vår

Godstog er fremtiden vår

For 60 år siden sjokkerte Sputnik verden og startet romløpet

For 60 år siden sjokkerte Sputnik verden og startet romløpet