Il Microbioma umano è la raccolta di tutti i microrganismi che vivono in associazione con il corpo umano. Queste comunità includono eucarioti, archaea, batteri e virus. I batteri in un corpo umano medio sono dieci volte più delle cellule umane, per un totale di circa 1000 geni in più rispetto a quelli presenti nel genoma umano. A causa delle loro piccole dimensioni, tuttavia, i microrganismi costituiscono solo circa l ‘ 1-3% della nostra massa corporea (ovvero da 2 a 6 chili di batteri in un adulto di 200 libbre)., Questi microbi non sono generalmente dannosi per noi, infatti sono essenziali per il mantenimento della salute. Ad esempio, producono alcune vitamine che non abbiamo i geni per fare, abbattere il nostro cibo per estrarre i nutrienti di cui abbiamo bisogno per sopravvivere, insegnare ai nostri sistemi immunitari come riconoscere gli invasori pericolosi e persino produrre utili composti anti-infiammatori che combattono altri microbi che causano malattie., Un numero sempre crescente di studi ha dimostrato che i cambiamenti nella composizione dei nostri microbiomi sono correlati a numerosi stati patologici, aumentando la possibilità che la manipolazione di queste comunità possa essere utilizzata per trattare la malattia.
Il Progetto Microbioma Umano (HMP) è stato sostenuto dal National Institutes of Health (NIH) Fondo Comune dal 2007 al 2016, con la missione di generare le risorse che consentano la completa caratterizzazione del microbioma umano e l’analisi del suo ruolo nella salute umana e la malattia., Questa area del sito web si concentra sul primo di uno sforzo in due fasi, spesso indicato come HMP1, che ha funzionato da 2008 a 2013. Dal sito web del Fondo Comune:
Il progetto Microbiome umano è passato dal sostegno del Fondo comune. I programmi di fondi comuni sono investimenti strategici che raggiungono una serie di obiettivi ad alto impatto entro un periodo di tempo di 5-10 anni. Alla conclusione di ogni programma, i risultati finali passano ad altre fonti di supporto o di utilizzo da parte della comunità scientifica più ampia. L’HMP è stato sostenuto dal Fondo comune dal 2007 al 2016., Gli investimenti non HMP nella ricerca sul microbioma presso il NIH sono aumentati di oltre quaranta volte dall’inizio dell’HMP e si estendono su 20 degli istituti e dei centri NIH. Si noti che poiché l’HMP non è più supportato dal Fondo comune, il sito Web del programma viene mantenuto come archivio e non verrà aggiornato regolarmente.
La microbiologia tradizionale si è storicamente concentrata sullo studio delle singole specie come unità isolate., Tuttavia la stragrande maggioranza delle specie microbiche non è mai stata isolata con successo come campioni vitali per l’analisi, presumibilmente perché la loro crescita dipende da un microambiente specifico che non è stato, o non può essere, riprodotto sperimentalmente. I progressi nelle tecnologie di sequenziamento del DNA a metà degli anni 2000 hanno contribuito alla creazione di un nuovo campo di ricerca, chiamato metagenomica, consentendo un esame completo delle comunità microbiche senza la necessità di coltivazione., Invece di esaminare il genoma di un singolo ceppo batterico che è stato coltivato in laboratorio, l’approccio metagenomico esamina la raccolta di genomi derivati da comunità microbiche campionati da ambienti naturali. In HMP1, i metodi metagenomici hanno integrato le analisi genomiche di ceppi isolati noti, fornendo informazioni senza precedenti sulla complessità delle comunità microbiche umane.,
HMP1 ha caratterizzato le comunità microbiche trovate in diversi siti sul corpo umano: passaggi nasali, cavità orale, pelle, tratto gastrointestinale e tratto urogenitale e ha esaminato il ruolo di questi microbi nella salute umana e nella malattia. I 5 obiettivi dichiarati del progetto erano
- Sviluppo di un set di riferimento di 3.000 sequenze di genoma microbico isolate. Nel corso del progetto, 3.055 genomi isolati dal corpo umano sono stati sequenziati per bozza o stato completo. Per saperne di più sugli sforzi di sequenziamento del genoma di riferimento, tra cui l’accesso ai metadati.,
- 16S iniziali& MWGS studi metagenomici per generare una stima della complessità della comunità microbica in ogni sito del corpo, fornendo risposte iniziali alle domande se c’è un microbioma nucleo in ogni sito. 300 adulti sani di età compresa tra i 18 e i 40 anni sono stati sottoposti a campionamento in cinque siti principali del corpo (cavità orale, cavità nasale, cute, tratto gastrointestinale e tratto urogenitale) per un totale di 15 o 18 siti specifici del corpo. I soggetti sono stati campionati da una a tre visite, per un totale di oltre 11.000 campioni., Maggiori informazioni su 16S& sforzi di campionamento e sequenziamento metagenomico, incluso l’accesso ai metadati.
- Progetti dimostrativi per determinare la relazione tra malattia e cambiamenti nel microbioma umano. Per saperne di più sui progetti dimostrativi finanziati.
- Sviluppo di nuove tecnologie e strumenti per l’analisi computazionale, creazione di un data analysis and coordinating center (DACC) e repository di risorse. Per saperne di più su protocolli e strumenti utilizzati dal consorzio HMP1.,
- Esame delle implicazioni etiche, legali e sociali (ELSI) da considerare nello studio e nell’applicazione dell’analisi metagenomica del microbiota umano. Per saperne di più sugli studi ELSI finanziati.
HMP1 era uno sforzo interdisciplinare comprendente quattro centri di sequenziamento (il Broad Institute, Baylor College of Medicine, Washington University School of Medicine, e il J., Craig Venter Institute), un centro di analisi e coordinamento dei dati (DACC), e diversi ricercatori indipendenti coinvolti in progetti dimostrativi guardando più da vicino le associazioni tra il microbioma e la salute umana e la malattia, lo sviluppo di strumenti e tecnologie, e l’identificazione delle implicazioni etiche. Vedi l’intera adesione al consorzio.