Vi rummer alle omkring 160 forskellige bakteriearter i tyktramen – mange hidtil ukendte og navnløse. Danske afføringsprøver hitter i det europæiske forskninngsprojekt MetaHIT, som kortlægger tarmbakteriernes genom.
Det er måske for meget at sige, at professor Oluf Borbye Pedersen får julelys i øjnene, når han taler om kortlægningen af den menneskelige tarmfloras genom. Men det er nærved og næsten. »Det er vildt fascinerende og fortryllende at få lov til at gå i dybden med det her. Det er også overvældende, fordi det er så stort og komplekst. Bakterierne fylder mindst 3,3 millioner gener, imens vi selv har omkring 20-25.000. Så der er et enormt samspil mellem generne fra mikroorganismerne og så vores egne. Jeg tror, det kommer til at tage mange år, før vi bare nødtørftigt forstår dette komplekse sammenspil på det funktionelle plan.« Professor Oluf Pedersen er leder af Afdelingen for Molekylærgenetik på Novo Nordisk Fondens Metabolismecenter på Københavns Universitet og af Lundbeck Fondens Genforskningscenter, LuCamp. Disse to centre deltager sammen med Biologisk Institut, Københavns Universitet og Center for Biological Sequence Analysis ved Danmarks Tekniske Universitet i det europæiske forskningskonsortium Meta-HIT, Metagenomics of the Human Intestinal Tract. MetaHITs første gennembrud kom sidste år og var forsidehistorie i det prestigiøse tidsskrift Nature i marts. Under titlen Vort andet genom offentliggjorde man resultaterne af en metagenomisk dybdesekventiering, som det hedder, af en masse afføringsprøver. »Vi kortlagde 3,3 millioner tarmbakteriegener og identificerede 1100 forskellige bakteriearter. Vi kunne påvise, at et menneske i sin tyktarm i gennemsnit er vært for 160 forskellige hyppige bakteriearter, hvoraf omkring 40 procent er mere eller mindre fælles for de undersøgte mennesker. Dem anser vi for en slags husholdningsbakterier, som er nødvendige for at holde den daglige balance i mavetarmkanalen.« Som Oluf Pedersen forklarer, er langt hovedparten af tarmsystemets bakterier anaerobe, det vil sige, at de lever uden ilt.
Dem har man svært ved at dyrke i en petriskål, da de mere eller mindre omgående bliver slået ihjel af ilt. Før udviklingen af avancerede DNA-sekventieringsmetoder har det ikke været muligt at foretage en storstilet og præcis identifikation af denne rigdom af bakterier. »Så vi har også holdt mange ‘ navngivningsfester’, for langt de fleste af dem var ukendte,« siger han.
NU, efter lidt over et år, får MetaHIT endnu en forsidehistorie i Nature. For konsortiets nyeste resultater viser, at menneskets tarmflora kan deles op i tre bestemte økosystemer med hver sin særlige sammensætning af bakterier, primært inden for familierne Bacteroidetes og Firmicules. »Vi har i alt undersøgt 278 mennesker fra Danmark, Italien, Spanien, Frankrig, Japan og USA, og det viser sig, at vi uanset køn, alder og nationalitet kan dele mennesker op i tre kategorier baseret på deres klynger af mikrober i tyktarmen. Disse tre enterotyper repræsenterer muligvis et nyt biologisk fingeraftryk. Dermed ikke sagt at der ikke findes flere, når vi går dybere og undersøger flere mennesker. Det kan måske sammenlignes med blodtyper, som blev kortlagt for omkring 100 år siden. I første omgang var der tre, og siden kom der flere til,« siger Oluf Pedersen.
Til spørgsmålet ‘ Hvad kan resultaterne bruges til?’, svarer Oluf Pedersen uden omsvøb, »Det her er basal forskning, det er grundforskning og det kan ikke bruges til noget nu og her. Men det kan det formentlig om nogle år.« Det er dog ikke det samme som at sige, at der ikke er mål og med eller perspektiv i den banebrydende forskning. »Det er et nyt univers, der åbner sig. Jeg er læge af baggrund, og det er sjovt for mig at begynde at opfatte de mange bakterier, vi har på hudoverfladen og ikke mindst i vores hulrum, som organer. For de udgør jo flere organer. Jeg arbejder med metabolisme, altså stofskifte, og vi betragter faktisk tyktarmsbakterierne som et metabolisk organ. En af de ting, vi forfølger ud over grundforskningen, er at finde ud af, hvorvidt en ubalance i tyktarmens bakterieflora hos mennesker disponerer dem for at udvikle fedme og type 2-diabetes.« Faktisk har en af Oluf Pedersens Meta-HIT-kolleger løftet sløret for nogle af disse ubalancer i den britiske avis The Independent.
Her fremgår det, at man mener, den udbredte brug af antibiotika måske påvirker tarmfloraen på en måde, der kan få folk til at udvikle fedme. Endvidere ser det ud til, at slanke mennesker har en mere mangfoldig tarmflora end tykke. Oluf Pedersen vil ikke, som sin kollega, kommentere på resultaterne endnu: »Vi vil følge de gældende regler for offentliggørelse af videnskabelige fund. Vi er meget langt med det og håber på at kunne sende et arbejde til peer review ved slutningen af året.« MEN én ting er, at tarmfloraens sammensætning formentlig har betydning for udviklingen af fedme og diabetes. Kun fantasien sætter grænser for, hvilken betydning tarmfloraen kan have for udviklingen andre sygdomme som for eksempel kræft, allergi, sklerose, åreforkalkning og astma. »Vi er i gang med en del projekter. Når bioteknologien åbner op for nye forskningsområder, bliver arbejdet drevet af en enorm begejstring hos forskerne.
Det brændstof skal der bestemt til. Men vi skal også holdes nede på jorden. Det er ny biologisk viden, der åbenbarer sig, og som skal afbalanceres og finde sin plads. Man skal ikke være naiv og tro, at man kan forklare for eksempel fedme eller diabetes udelukkende ud fra de her bakterier, men de er formentlig en medvirkende årsag.« Danmark er med helt i front af MetaHITs omfattende arbejde med at kortlægge den menneskelige tarmfloras genom. Ikke alene er danske forskere fremme i skoen i det komplicerede analysearbejde, faktisk ligger afføringsprøver fra danske forsøgspersoner til grund for mange af MetaHITs resultater. Resultaterne, man publicerede i Nature sidste år, baserede sig udelukkende på danske og spanske afføringsprøver, og i den nyeste tarmtypeforskning dominerer danske prøver også.
Og vi kan i grunden være taknemlige for præcis dette bidrag, siger professor Oluf Borbye Pedersen. Forsynet har nemlig været danske forskere nådigt. Gennem de sidste mange år har danske forskere gennemført meget grundige epidemiologiske og fysiologiske undersøgelser inklusive indsamling af biologiske prøver på forsøgsdeltagere.
»Et er, at bioteknologi kører frem med en voldsom hast, men hvis det menneskelige materiale ikke er ordentligt gennemtænkt og forberedt, kan selv de mest sofistikerede bioteknologiske nybrud ikke afdække ret meget,« betoner Oluf Pedersen. Endvidere er det helt enestående, at almindelige borgere i Danmark har været åbne over for og villige til at bidrage til biomedicinsk forskning med alle disse prøver og undersøgelser. Det beriger ikke alene dansk forskning, men som MetaHIT viser, også international forskning.
»Det er samspillet mellem, hvad vi spiser og drikker, motion, rygning, luftforurening og muligvis også den mentale balance, der betyder noget. Her gælder det om at have så stor en viden som overhovedet muligt om så mange forsøgspersoner som muligt og over så lang tid som muligt. Det spiller en rolle, at Danmark biologisk og etnisk er lidt mere homogent end for eksempel USA. Men derudover har vi registre, som giver mulighed for, at vi kan følge hinanden. Vi kan se, hvilke sygdomme vi får, hvad vi dør af og så videre. Her har Danmark så decideret en forkantsposition i forhold til denne forskning.« Oluf Pedersen fremhæver, at MetaHIT er et pionerarbejde baseret på et relativt lille studiemateriale. MetaHIT-holdet satser på om nogle få år at have udviklet chips og andet hardware, der virkelig kan sætte turbo på arbejdet. Så vil man nemlig kunne undersøge tusinder af menneskers tarmflora og sætte resultaterne i relation til miljøfaktorer i bredeste forstand.
Grundforskning er i sagens natur netop grundlæggende og gøder grunden for fremtidig anvendelse. På nuværende tidspunkt er det ifølge Oluf Pedersen alt for tidligt at komme med for bastante udmeldinger. »Vi har en begyndende indsigt og prøver at fortolke det så godt, vi kan. Vi er ikke overbeviste om, at vi har fundet de rigtige enterotyper, og der kan sagtens være mange flere. Det kan også være, at vi i fremtidige arbejder lægger kategoriseringerne på andre måder, end vi har gjort i dette arbejde. Vi har ikke mødt kritik endnu, den kommer formentlig. Men vi, og konkurrenter i USA, arbejder videre med at oparbejde data, og indsigten vokser enormt undervejs. Det er en fantastisk rejse.«.
Kun fantasien sætter grænser for, hvilken betydning tarmfloraen kan have for udviklingen af sygdomme som for eksempel kræft, allergi, sklerose, åreforkalkning og astma.
