Najnovšia štúdia ukazuje, že naše črevné baktérie sú natoľko typické pre región, v ktorom žijeme, že vedci pomocou algoritmov strojového učenia dokázali určiť presné miesto pobytu človeka až na úroveň konkrétneho mesta, a to s presnosťou 94 %.
Každý týždeň pribúdajú nové dôkazy o vzťahu medzi mikrobiómom, mozgom a rôznymi ochoreniami – od rakoviny až po roztrúsenú sklerózu. Transplantácia črevného mikrobiómu sa už navyše testuje pri liečbe viacerých zdravotných problémov. Téme sa venoval portál Newatlas.com.
Strojové učenie rozpozná mesto podľa črevného mikrobiómu
Štúdia pod vedením spoločnosti BGI Genomics, ktorá sa zameriava na precíznu medicínu, prebiehala v čínskej provincii Chu-pej. Vedci získali vzorky od 381 zdravých dospelých z dvoch miest – Vuchan, hlavného mesta provincie, a mesta Š‘-jen na severozápade. Mestá delí približne 500 kilometrov. Účastníci nemali závažné ochorenia a minimálne tri mesiace neužívali antibiotiká.
Získané vzorky stolice vedci analyzovali sekvenovaním celého metagenómu, teda nielen zloženie črevných baktérií, ale aj ich metabolické funkcie. Identifikovali 649 druhov baktérií a 515 metabolických dráh, ktoré následne porovnávali medzi jednotlivcami. Na základe týchto údajov vytrénovali model strojového učenia, ktorý dokázal rozpoznať mesto pôvodu testovanej osoby len podľa jej črevného mikrobiómu.
Rozdiely v črevných baktériách odzrkadľujú životný štýl
Výsledky boli jasné – obyvatelia Vuchanu a Š‘-jenu sa výrazne líšili v rozmanitosti a zastúpení baktérií. Vo Vuchane prevládal druh Bacteroides stercoris, ktorý dokáže rozkladať komplexné sacharidy a podporuje tvorbu krátkoreťazcových mastných kyselín, čo má priaznivý vplyv na zdravie. V Š‘-jene prevládal druh Prevotella copri, takisto dôležitý pre rozklad vlákniny. Črevné baktérie obyvateľov Vuchanu boli aktívnejšie v metabolizme rastlinnej stravy, zatiaľ čo mikrobióm v Š‘-jene skôr naznačoval vyšší podiel bielkovín alebo spracovaných potravín (štúdia však stravu priamo neanalyzovala).
Regionálne stravovacie zvyklosti zohrávajú kľúčovú úlohu
Autori štúdie zdôrazňujú, že stravovacie zvyky patria medzi hlavné faktory ovplyvňujúce rozloženie črevných baktérií v konkrétnych regiónoch. Vuchan je známy množstvom sladkovodných rýb, lotosových koreňov a listovej zeleniny, ktoré sú bežnou súčasťou miestnej kuchyne. Strava v Š‘-jene je ovplyvnená susednými oblasťami, kde prevládajú pšeničné produkty a pikantné pokrmy s chilli.
Spojenie rôznych údajov vedie k presnejším výsledkom
Výskumníci vytvorili model strojového učenia, ktorý kombinoval 16 druhov baktérií a 12 typických metabolických dráh pre dané mesto. Model takto dosiahol presnosť až 94 percent, čo bolo lepšie než pri modeloch, ktoré posudzovali len niektoré z týchto údajov zvlášť. To naznačuje, že aj mestá relatívne blízko pri sebe môžu mať svoj špecifický „mikrobiómový odtlačok prsta“.
Limity a možnosti využitia
Štúdia má svoje obmedzenia – pokrýva len dve mestá v jednej provincii, výsledky sú preto zatiaľ obmedzené na túto lokalitu. Vo vzorke bolo viac mužov než žien, čo môže ovplyvniť výsledok. Nezbierali sa detailné údaje o stravovaní a životnom štýle, ktoré tiež zásadne vplývajú na črevný mikrobióm. Štúdia zároveň neskúmala, ako stabilné sú „mikrobiómové podpisy“ v čase.
Nemali by ste prehliadnuť:
- TIP na KNIHU: Sbohem, věci. Nový japonský minimalismus
- OpenAI pripravuje uvedenie GPT-5 už v priebehu leta
- Ako správny náter znižuje ekologický dopad na planétu
Napriek týmto limitom výsledky otvárajú cestu reálnym využitiam – črevný mikrobióm môže v budúcnosti pomôcť napríklad pri určovaní pôvodu človeka v kriminalistike alebo pri pátraní po nezvestných osobách. Regionálne a rodové rozdiely v mikrobióme naznačujú, že probiotiká a výživové odporúčania by mali byť čo najviac šité na mieru. Kombinácia strojového učenia s analýzou mikrobiómu má potenciál prispieť aj k predpovediam zdravotných rizík alebo monitorovaniu verejného zdravia v jednotlivých regiónoch.
