PDF Basket
Choć pojęciem mikrobiomów zwykle określamy grupy mikroorganizmów żyjących na naszej skórze lub w naszych jelitach, można je znaleźć także w naturze – występują w glebie, żyją na roślinach oraz w wodach oceanów. Te zbiorowiska mikroskopijnych organizmów mają olbrzymi wpływ zarówno na ludzi, jak i na całe życie na naszej planecie. W związku z tym mogą odegrać kluczową rolę w realizacji europejskiej strategii na rzecz zwiększania odporności systemu żywnościowego i przystosowania go do wyzwań, jakim będziemy stawiać czoła w przyszłości.
„Mikrobiomy pełnią niezwykle ważną rolę i charakteryzują się wyjątkowym potencjałem z punktu widzenia opracowywania nowych innowacji, które mogą przełożyć się na szereg korzyści dla globalnego systemu żywnościowego”, wyjaśnia Angela Sessitsch, koordynatorka projektu MicrobiomeSupport. „Wykorzystanie w pełni tego potencjału wymaga jednak koordynacji badań, czyli czegoś, co do tej pory stanowiło w tej dziedzinie raczej rzadkość”.
Zdaniem Sessitsch, pomimo ogromnej popularności badań nad mikrobiomami, które są realizowane na całym świecie, zespoły badawcze są mocno rozdrobnione. „Większość badań jest realizowana niejako w próżni, a współpraca między badaczami jest stosunkowo rzadkim zjawiskiem”, dodaje. „Skutkiem jest to, że kolejne zespoły mierzą się z dokładnie tymi samymi wyzwaniami, opracowują swoje własne narzędzia i często wynajdują koło na nowo, wymyślając już istniejące metody”.
Taki stan rzeczy stanowi olbrzymią przeszkodę na drodze do realizacji przełomowych badań. Z tego powodu zespół skupiony wokół działania koordynacyjnego i wspierającego MicrobiomeSupport postawił sobie za cel zwiększenie współpracy między badaczami i odizolowanymi dotąd środowiskami.
Wytyczanie drogi do skoordynowanych badań
Prace w ramach projektu, którego konsorcjum obejmowało naukowców zajmujących się zróżnicowanymi dziedzinami, a także interesariuszy z sektora przemysłu oraz decydentów, rozpoczęły się od analizy zastanej sytuacji. „Naszym podstawowym celem było skatalogowanie wszystkich programów, działań, ośrodków badawczych, wykorzystywanych metod i narzędzi, a także realizowanych obecnie prac związanych z badaniami mikrobiomów”, wyjaśnia Sessitsch.
Po opracowaniu tej rozległej bazy danych, zespół przystąpił do określenia wizji stanu badań na 2030 rok. W ten sposób specjalistom skupionym wokół inicjatywy MicrobiomeSupport udało się wskazać luki oraz braki, a także przygotować listę strategicznych programów badań i innowacji niezbędnych do ich wypełnienia, aby stało się możliwe wykorzystanie potencjału mikrobiomów dla ochrony zdrowia, klimatu, środowiska i społeczności.
Pełne zrozumienie tych systemów wymaga bliższego i holistycznego przyjrzenia się gospodarzom oraz mikroorganizmom żyjącym z nimi symbiozie – taki system badacze określają mianem holobiontów. Jednak już na pierwszym etapie prac okazało się, że choć badania nad mikrobiomami obejmują wiele zróżnicowanych ekosystemów, ich rozdrobnienie sprawia, że współpraca pomiędzy badaczami zajmującymi się różnymi dziedzinami nauki jest stosunkowo rzadkim zjawiskiem. W ramach opracowanych wniosków badacze zwrócili uwagę na powolne zmiany w tym obszarze, związane ze zmianą celów strategii badań i innowacji oraz ich coraz większej koncentracji na mikrobiomach.
„Zmiany te muszą jednak przełożyć się na multidyscyplinarne działania badawcze dotyczące systemów żywnościowych, co wymaga połączenia różnych obszarów badań nad mikrobiomami z innymi dziedzinami nauki”, dodaje Sessitsch. „Realizacja takich badań jest szczególnie ważna z punktu widzenia budowy zrównoważonych systemów żywnościowych”.
Dane jako podstawa wyników
Zespół projektu zapewnił również wsparcie techniczne w zakresie koordynacji badań, skupiając się w szczególności na kwestii danych.
„W ostatnim dziesięcioleciu znacząco wzrosło zainteresowanie badaniami nad mikrobiomem, czemu towarzyszył geometryczny przyrost ilości danych. Obecnie istnieją tysiące zestawów danych przechowywanych w publicznych i prywatnych repozytoriach”, zauważa Sessitsch.
Zgromadzenie tak ogromnej bazy wiedzy o drobnoustrojach przyniosło dotychczas niewiele korzyści, a przyczyną tego stanu rzeczy jest brak jednolitych standardów dokumentacji wyników, który ogranicza możliwość wykorzystania danych przez różne zespoły badawcze. „Można powiedzieć, że w tym sensie naukowcy nie porozumiewają się w tym samym języku, co mocno komplikuje współpracę między zespołami badawczymi i przedstawicielami różnych dziedzin nauki”, dodaje Sessitsch.
Rozwiązanie tego problemu zaproponowane przez zespół projektu MicrobiomeSupport obejmowało przygotowanie artykułu zwracającego uwagę na konieczność jak najszybszej harmonizacji standardów metadanych. Opierając się na rozmowach z przeszło 70 przedstawicielami i przedstawicielkami środowisk akademickich oraz sektorów przemysłowych, autorzy artykułu zaproponowali przyjazny dla użytkowników, dobrze zorganizowany, elastyczny i interoperacyjny system pozwalający na standaryzację sposobu przechowywania danych oraz uzyskiwania do nich dostępu, co przełoży się na znaczące zwiększenie ich dostępności, możliwości pobierania i ponownego wykorzystywania w celu przyspieszenia analiz mikrobiomów.
Przez glebę do jelita grubego
Zdaniem Sessitsch, podstawą bezpiecznej, zdrowej i zrównoważonej żywności jest gleba oraz woda – to tam zaczyna się proces, którego koniec następuje w naszym jelicie grubym. Co więcej, mikrobiomy występują na każdym jego etapie. „Mikrobiomy związane z systemem żywnościowym są bardzo silnie powiązane na przestrzeni wielu środowisk i mają kluczowy wpływ na zdrowie ludzi i stan naszej planety”, dodaje.
Realizowane w ramach projektu prace nad usprawnieniem badań i oraz zwiększaniem użyteczności danych dotyczących mikrobiomów pozwoli na łatwiejsze przeprowadzanie analiz, dzięki którym ziemskie systemy żywnościowe będą mogły stawać się coraz bardziej zrównoważone. Takie badania przyczynią się do zapewnienia dostępności zdrowej i bezpiecznej żywności, która wpływa pozytywnie na zdrowie jelit.
„Zwiększanie świadomości dotyczącej roli mikrobiomów w systemie żywnościowym, a także podkreślanie znaczenia skoordynowanych badań, odpowiedniej edukacji i konieczności zapewnienia stosownych szkoleń w tym zakresie to działania realizowane w ramach naszego projektu, które przyczyniają się do budowy zrównoważonego globalnego systemu żywnościowego. W ten sposób pomagają zapewnić zdrową i bezpieczną żywność przyszłym pokoleniom", podsumowuje Sessitsch.