Οι ερευνητές από το University of Galway δημιούργησαν τη μεγαλύτερη συλλογή ψηφιακών μικροβίων στον κόσμο – σχεδόν ένα τέταρτο του εκατομμυρίου υπολογιστικών μοντέλων – με στόχο να φέρουν την επανάσταση στην κατανόηση του ανθρώπινου μικροβιώματος και των επιδράσεών του στην υγεία.
Η μελέτη αυτή επικεντρώνεται στο βακτηριακό μικροβίωμα, τις κοινότητες βακτηρίων δηλαδή που ζουν μέσα και πάνω στο σώμα μας. Η ομάδα δημιούργησε το APOLLO, μια συλλογή από 247.092 προηγμένα υπολογιστικά μοντέλα, καθένα από τα οποία αντιπροσωπεύει τις μοναδικές μεταβολικές διαδικασίες ενός ξεχωριστού μικροβιώματος που βρίσκεται μέσα σε αυτές τις κοινότητες.
Ένα μεγάλο βήμα για την υγεία
Η τεράστια αυτή βάση δεδομένων θα επιτρέψει στους επιστήμονες να χρησιμοποιούν λογισμικό για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο τα μικροβιώματα λειτουργούν μέσα στο ανθρώπινο σώμα, για να επιταχύνουν νέες ανακαλύψεις στον τομέα της υγείας, οι οποίες διαφορετικά θα βασίζονταν αποκλειστικά σε δυσκίνητα πειράματα με τη χρήση ζωντανών οργανισμών.
Καλύπτοντας πολλές ηπείρους, ηλικιακές ομάδες και περιοχές του σώματος, το APOLLO πρόκειται για την πιο εκτεταμένη συλλογή υπολογιστικών μοντέλων του ανθρώπινου μικροβιώματος που έχει δημιουργηθεί μέχρι σήμερα. Το ερευνητικό έργο βασίζεται στη δεκαετή τεχνογνωσία της ομάδας, από τις προηγούμενες γενιές AGORA (εκατοντάδες μικροβιώματα) και AGORA2 (χιλιάδες μικροβιώματα).
Η ομάδα δημιούργησε επίσης 14.451 προσομοιώσεις σε υπολογιστή μεμονωμένων κοινοτήτων μικροβιώματος, με βάση δείγματα από την πραγματική ζωή, για να αποκαλύψει πώς ο μεταβολισμός των μικροβιωμάτων ποικίλλει ανάλογα με την περιοχή του σώματος, την ηλικία και τις παθήσεις.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, οι προσομοιώσεις APOLLO προέβλεψαν επίσης βασικούς μεταβολίτες που συνδέονται με τη νόσο του Crohn, τη νόσο του Πάρκινσον και τον υποσιτισμό των παιδιών, γνώσεις που θα μπορούσαν να συμβάλλουν στη διαμόρφωση μελλοντικών διαγνωστικών και θεραπευτικών στρατηγικών.
Πώς θα μας ωφελήσει το APOLLO;
Σύμφωνα με τα ευρήματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκε στο Cell Systems, το APOLLO μπορεί να μας ωφελήσει ποικιλοτρόπως:
- Έγκαιρη και ακριβής διάγνωση: Θα μπορούσε να συμβάλλει στην δημιουργία μη επεμβατικών διαγνωστικών εργαλείων, επιτρέποντας την έγκαιρη και ακριβέστερη διάγνωση.
- Εξατομικευμένες θεραπείες: Οι προσομοιώσεις μπορούν να προβλέψουν πώς το μικροβίωμα ενός ατόμου αλληλεπιδρά με τη διατροφή, τα φάρμακα και διάφορες παθήσεις. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε εξατομικευμένες θεραπείες που βελτιστοποιούν την υγεία του εντέρου και βελτιώνουν την ανταπόκριση στις θεραπείες.
- Ανάπτυξη φαρμάκων και προβιοτικών: Ίσως είναι εφικτός ο σχεδιασμός στοχευμένων προβιοτικών, πρεβιοτικών και θεραπειών βασισμένων στο μικροβίωμα για την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση συγκεκριμένων ασθενειών.
- Νέες γνώσεις: Συμπεριλαμβάνοντας ποικίλα μικροβιώματα, το APOLLO προσφέρει μια παγκόσμια προοπτική, συμβάλλοντας στην κατανόηση του αντίκτυπου του σύγχρονου τρόπου ζωής στην υγεία του μικροβιώματος.
