Rob Knight: How our microbes make us who we are

402,638 views ・ 2015-02-23

TED


Pro přehrání videa dvakrát klikněte na anglické titulky níže.

Překladatel: Honza Prokes Korektor: Samuel Titera
00:13
We humans have always been very concerned about the health of our bodies,
0
13089
3980
Lidé odjakživa dbali na to, aby měli zdravé tělo.
00:17
but we haven't always been that good at figuring out what's important.
1
17069
4216
Občas ale neodhadli, o co vlastně mají dbát.
00:21
Take the ancient Egyptians, for example:
2
21285
2392
Jako třeba staří Egypťané.
00:23
very concerned about the body parts they thought they'd need in the afterlife,
3
23677
3947
Jednotlivé části těla pečlivě připravovali pro život v zásvětí,
00:27
but they left some parts out.
4
27624
2090
ale některé orgány vynechávali.
00:29
This part, for example.
5
29714
2623
Třeba tenhle.
00:32
Although they very carefully preserved the stomach, the lungs,
6
32337
2997
Zatímco žaludek, plíce, játra a další orgány pečlivě uchovávali,
00:35
the liver, and so forth,
7
35334
1165
00:36
they just mushed up the brain, drained it out through the nose,
8
36499
3036
mozek jen rozmělnili, vytáhli ho nosem ven
00:39
and threw it away,
9
39535
1724
a pak ho zahodili.
00:41
which makes sense, really,
10
41259
1341
A proč vlastně ne?
00:42
because what does a brain do for us anyway?
11
42600
2009
Bůhví, k čemu nám nějaký mozek vůbec je.
00:45
But imagine if there were a kind of neglected organ in our bodies
12
45439
3198
Ale co když stejně přehlížíme další lidský orgán,
00:48
that weighed just as much as the brain
13
48637
2136
o stejné hmotnosti jako mozek,
00:50
and in some ways was just as important to who we are,
14
50773
2926
který je pro nás zrovna tak zásadní,
00:53
but we knew so little about and treated with such disregard.
15
53699
3552
jenže jsme ho opomíjeli, protože nebyl probádáný?
00:57
And imagine if, through new scientific advances,
16
57251
2903
A teď díky vědeckému pokroku
01:00
we were just beginning to understand
17
60154
1741
najednou začínáme chápat,
01:01
its importance to how we think of ourselves.
18
61895
2902
jak je ten orgán pro nás důležitý?
01:04
Wouldn't you want to know more about it?
19
64797
2206
Nezaujalo by vás to?
01:07
Well, it turns out that we do have something just like that:
20
67003
3226
Něco takového totiž skutečně máme:
01:10
our gut,
21
70959
1682
náš zažívací trakt,
01:12
or rather, its microbes.
22
72641
2662
či přesněji: mikroby, co tam jsou.
01:15
But it's not just the microbes in our gut that are important.
23
75303
2893
A vlastně nejde jen o mikroby v zažívacím traktu.
01:18
Microbes all over our body
24
78196
1508
Mikroby máme po celém těle a díky jejich variabilitě
01:19
turn out to be really critical to a whole range of differences
25
79704
2913
01:22
that make different people who we are.
26
82617
2497
existují i rozdíly mezi lidmi.
01:25
So for example, have you ever noticed
27
85114
2314
Všimli jste si například,
01:27
how some people get bitten by mosquitos way more often than others?
28
87428
4183
že komáři útočí na některé lidi mnohem víc než na jiné?
01:31
It turns out that everyone's anecdotal experience out camping is actually true.
29
91611
4579
Zní to jako otřepaná historka z letního tábora, ale je to opravdu tak.
01:36
For example, I seldom get bitten by mosquitos,
30
96190
2809
Na mě například komáři skoro nejdou,
01:38
but my partner Amanda attracts them in droves,
31
98999
2277
ale moji přítelkyni vždy úplně obsypou.
01:41
and the reason why is that we have different microbes on our skin
32
101276
3063
Je to dáno tím, že máme na pokožce jiné mikroby,
01:44
that produce different chemicals that the mosquitos detect.
33
104339
3722
a ti vytvářejí jiné chemické látky, které z nás komáři cítí.
01:48
Now, microbes are also really important in the field of medicine.
34
108061
3506
Mikrobi jsou důležití také z lékařského hlediska.
01:51
So, for example, what microbes you have in your gut
35
111567
2465
Stačí mít v útrobách nesprávné mikroby
01:54
determine whether particular painkillers are toxic to your liver.
36
114032
4462
a prášky na bolest vám mohou poškozovat játra.
01:58
They also determine whether or not other drugs will work for your heart condition.
37
118494
4245
Na mikrobech také záleží, jestli vám zaberou léky na srdce.
02:02
And, if you're a fruit fly, at least,
38
122739
2687
A kdybyste byli muška octomilka,
02:05
your microbes determine who you want to have sex with.
39
125426
3182
mohli by mikrobi i za to, kdo vás sexuálně přitahuje.
02:08
We haven't demonstrated this in humans yet
40
128608
2159
U lidí jsme nic takového zatím neprokázali,
02:10
but maybe it's just a matter of time before we find out. (Laughter)
41
130767
4296
ale třeba jsme se jen nekoukali pořádně.
(Smích.)
Mikrobi toho dělají hrozně moc.
02:15
So microbes are performing a huge range of functions.
42
135063
2623
02:17
They help us digest our food.
43
137686
1766
Pomáhají nám trávit potravu.
02:19
They help educate our immune system.
44
139452
2274
Školí náš imunitní systém.
02:21
They help us resist disease,
45
141726
1950
Zvyšují naši odolnost,
02:23
and they may even be affecting our behavior.
46
143676
2508
a dost možná mají vliv i na naše chování.
02:26
So what would a map of all these microbial communities look like?
47
146184
3947
A tak nás napadlo zachytit mikrobiální kultury na mapě.
02:30
Well, it wouldn't look exactly like this,
48
150131
2276
Tohle je sice trochu jiná mapa,
02:32
but it's a helpful guide for understanding biodiversity.
49
152407
2879
ale můžeme si na ní ilustrovat rozmanitost života.
02:35
Different parts of the world have different landscapes of organisms
50
155286
3924
Každý kout světa má jiný ráz
a je charakteristický jinými organismy.
02:39
that are immediately characteristic of one place or another
51
159210
4571
Ať už žijí tady,
nebo tady,
02:43
or another.
52
163781
2037
nebo tady.
02:45
With microbiology, it's kind of the same, although I've got to be honest with you:
53
165818
3865
A totéž platí pro mikrobiologii.
I když mikroby, popravdě řečeno,
02:49
All the microbes essentially look the same under a microscope.
54
169683
3103
vypadají i pod mikroskopem skoro stejně.
02:52
So instead of trying to identify them visually,
55
172786
2529
Jenže my je nerozlišujeme podle jejich vzhledu,
02:55
what we do is we look at their DNA sequences,
56
175315
2486
nýbrž podle jejich DNA.
02:57
and in a project called the Human Microbiome Project,
57
177801
2924
Máme k tomu "Projekt lidského mikrobiomu".
03:00
NIH funded this $173 million project
58
180725
3339
Národní institut zdraví na něj vyčlenil 173 mil. dolarů.
03:04
where hundreds of researchers came together
59
184064
2409
Stovky výzkumníků mapují
03:06
to map out all the A's, T's, G's, and C's,
60
186473
2779
sekvence všech písmen DNA
veškerých mikrobů lidského těla.
03:09
and all of these microbes in the human body.
61
189252
2176
03:11
So when we take them together, they look like this.
62
191428
3361
A když to udělají,
dostanou takovýto výsledek.
03:14
It's a bit more difficult to tell who lives where now, isn't it?
63
194789
3931
Jenomže z toho zrovna nevyčtete, kde který mikrob žije.
03:18
What my lab does is develop computational techniques that allow us
64
198720
3548
A tak naše laboratoř s pomocí výpočetní techniky
03:22
to take all these terabytes of sequence data
65
202268
2611
zpracovává terabajty sekvenovaných dat,
03:24
and turn them into something that's a bit more useful as a map,
66
204879
3013
abychom vytvořili něco jako přehlednou mapu.
03:27
and so when we do that with the human microbiome data
67
207892
2753
Vyšli jsme z dat o mikrobiomech
03:30
from 250 healthy volunteers,
68
210645
2095
získáných od 250 zdravých dobrovolníků.
03:32
it looks like this.
69
212740
2644
A tohle je výsledná mapa.
03:35
Each point here represents all the complex microbes
70
215384
3180
Každá tečka představuje samostatnou mikrobiální kulturu.
03:38
in an entire microbial community.
71
218564
2183
03:40
See, I told you they basically all look the same.
72
220747
2330
Já vám říkal, že mikroby jsou k nerozeznání.
Každá tečka tedy odpovídá samostatné mikrobiální kultuře
03:43
So what we're looking at is each point represents one microbial community
73
223077
3889
03:46
from one body site of one healthy volunteer.
74
226966
2260
z jiné části těla, či od jiného dobrovolníka.
03:49
And so you can see that there's different parts of the map in different colors,
75
229226
3796
Jednotlivé části mapy jsou od sebe barevně odlišené,
jako různé kontinenty.
03:53
almost like separate continents.
76
233022
1799
03:54
And what it turns out to be
77
234821
1458
To proto, že mikroby žijící na různých částech těla
03:56
is that those, as the different regions of the body,
78
236279
2440
03:58
have very different microbes in them.
79
238719
2078
se od sebe výrazně odlišují.
04:00
So what we have is we have the oral community up there in green.
80
240797
3683
Takže zelená barva například označuje mikroby z úst.
04:04
Over on the other side, we have the skin community in blue,
81
244480
2814
Na druhé straně jsou modří mikrobi z pokožky.
04:07
the vaginal community in purple,
82
247294
2287
Kultura z vagíny je fialová.
04:09
and then right down at the bottom, we have the fecal community in brown.
83
249581
3701
A úplně dole je hnědou barvou fekální kultura.
04:13
And we've just over the last few years
84
253416
1883
Zjistili jsme to teprve nedávno,
04:15
found out that the microbes in different parts of the body
85
255299
2799
ale mikrobi z různých částí těla se ohromně odlišují.
04:18
are amazingly different from one another.
86
258098
2198
04:20
So if I look at just one person's microbes
87
260296
2832
Stačí téže osobě odebrat mikroby
04:23
in the mouth and in the gut,
88
263128
2114
z úst a ze zažívacího traktu.
04:25
it turns out that the difference between those two microbial communities
89
265242
3460
Rozdíly mezi oběma kulturami budou obrovské.
04:28
is enormous.
90
268702
1531
Větší než mezi mikroby
04:30
It's bigger than the difference between the microbes in this reef
91
270233
3165
z korálového útesu
04:33
and the microbes in this prairie.
92
273398
2733
a mikroby odsud z prérie.
04:36
So this is incredible when you think about it.
93
276131
2531
Vlastně je to až k nevíře.
04:38
What it means is that a few feet of difference in the human body
94
278662
3366
V mikrobiální ekologii vašeho těla
04:42
makes more of a difference to your microbial ecology
95
282028
2694
znamená pár decimetrů větší rozdíl než stovky kilometrů na Zemi.
04:44
than hundreds of miles on Earth.
96
284722
2245
04:46
And this is not to say that two people look basically the same
97
286967
3020
Z toho ovšem neplyne,
že mikroby ze stejných částí těla vypadají u všech lidí stejně.
04:49
in the same body habitat, either.
98
289987
1852
04:51
So you probably heard
99
291839
1606
Asi víte,
04:53
that we're pretty much all the same in terms of our human DNA.
100
293445
3008
že podle DNA jsme všichni skoro stejní.
04:56
You're 99.99 percent identical in terms of your human DNA
101
296453
4089
Vaše DNA je z 99,99 % úplně stejná jako DNA člověka,
05:00
to the person sitting next to you.
102
300542
1867
který sedí vedle vás.
05:02
But that's not true of your gut microbes:
103
302409
2242
O střevních mikrobech to neplatí.
05:04
you might only share 10 percent similarity
104
304651
2487
Vaši střevní mikrobi se shodují
05:07
with the person sitting next to you in terms of your gut microbes.
105
307138
3510
s mikroby vašeho souseda jen asi z 10 %.
05:10
So that's as different as the bacteria on this prairie
106
310648
2796
Tedy jako bakterie odtamtud prérie
05:13
and the bacteria in this forest.
107
313444
2056
a bakterie z tohoto lesa.
05:16
So these different microbes
108
316460
1449
Mikrobi jsou tedy rozmanití,
05:17
have all these different kinds of functions that I told you about,
109
317909
3167
a jak jsem říkal, plní rozmanité role:
05:21
everything from digesting food
110
321076
1696
tráví potravu,
05:22
to involvement in different kinds of diseases,
111
322772
2555
hrají roli při různých nemocech,
05:25
metabolizing drugs, and so forth.
112
325327
1866
pomáhají vstřebávat léky atd.
Jak to všechno dělají?
05:27
So how do they do all this stuff?
113
327193
2106
05:29
Well, in part it's because
114
329299
1896
Zčásti díky tomu,
že i když jich ve střevech máme jen jeden a půl kila,
05:31
although there's just three pounds of those microbes in our gut,
115
331195
3330
05:34
they really outnumber us.
116
334525
1760
jsou proti nám v přesile.
05:36
And so how much do they outnumber us?
117
336285
2220
Jak moc jsou v přesile?
05:38
Well, it depends on what you think of as our bodies.
118
338505
3112
Přijde na to, jak chápete své tělo.
05:41
Is it our cells?
119
341617
1485
Jako souhrn buněk?
05:43
Well, each of us consists of about 10 trillion human cells,
120
343102
3413
Každý z nás sestává asi z 10 bilionů lidských buněk.
05:46
but we harbor as many as 100 trillion microbial cells.
121
346515
3231
Jenže mikrobiálních buněk máme 100 bilionů.
05:49
So they outnumber us 10 to one.
122
349746
2774
Jsou v přesile deset ku jedné.
05:52
Now, you might think, well, we're human because of our DNA,
123
352520
3911
Možná si říkáte,
že lidmi nás činí naše DNA.
05:56
but it turns out that each of us has about 20,000 human genes,
124
356431
3321
Jenže lidských genů máme (podle různých kritérií) jen asi 20 tisíc,
05:59
depending on what you count exactly,
125
359752
1956
06:01
but as many as two million to 20 million microbial genes.
126
361708
4492
kdežto mikrobiálních genů je v nás 2 až 20 milionů.
06:06
So whichever way we look at it, we're vastly outnumbered
127
366200
2759
Mikrobiální symbionti tak nad námi
06:08
by our microbial symbionts.
128
368959
2832
mají značnou převahu.
06:11
And it turns out that in addition to traces of our human DNA,
129
371791
3227
Dokonce se ukázalo, že když se něčeho dotknete,
zůstane na tom DNA vašich mikrobů.
06:15
we also leave traces of our microbial DNA
130
375018
2227
06:17
on everything we touch.
131
377245
1780
Před pár lety jsme dokázali,
06:19
We showed in a study a few years ago
132
379025
1792
06:20
that you can actually match the palm of someone's hand up
133
380817
2795
že lze s 95% přesností určit,
06:23
to the computer mouse that they use routinely
134
383612
2277
kdo pravidelně užívá určitou počítačovou myš.
06:25
with up to 95 percent accuracy.
135
385889
2297
Vyšlo to před pár lety ve vědeckém časopise,
06:28
So this came out in a scientific journal a few years ago,
136
388186
2856
ale hlavně se to objevilo v "Kriminálce Miami",
06:31
but more importantly, it was featured on "CSI: Miami,"
137
391042
2553
06:33
so you really know it's true.
138
393595
1787
takže sami vidíte, že je to pravda.
06:35
(Laughter)
139
395382
1595
(Smích.)
06:36
So where do our microbes come from in the first place?
140
396977
3397
Odkud se ale naši mikrobi vůbec berou?
06:40
Well if, as I do, you have dogs or kids,
141
400374
2647
Pokud máte jako já děti nebo psy, asi máte neblahé tušení.
06:43
you probably have some dark suspicions about that,
142
403021
2363
06:45
all of which are true, by the way.
143
405384
1979
A nejste daleko od pravdy.
06:47
So just like we can match you to your computer equipment
144
407363
2758
Tak jako podle mikrobů poznáme, jakou užíváte počítačovu myš,
06:50
by the microbes you share,
145
410121
1703
06:51
we can also match you up to your dog.
146
411824
2208
poznáme i vašeho psa.
06:54
But it turns out that in adults,
147
414032
2107
Ale mikrobiální kultury u dospělých jsou poměrně stabilní.
06:56
microbial communities are relatively stable,
148
416139
2299
06:58
so even if you live together with someone,
149
418438
2134
I když s někým žijete,
07:00
you'll maintain your separate microbial identity
150
420572
2398
vaše mikrobiální identita zůstává
07:02
over a period of weeks, months, even years.
151
422970
3014
po celé týdny, měsíce i roky neměnná.
07:05
It turns out that our first microbial communities
152
425984
2891
Naše počáteční mikrobiální kultura
07:08
depend a lot on how we're born.
153
428875
2150
však hodně záleží na tom, jak se narodíme.
07:11
So babies that come out the regular way,
154
431025
2181
Děti narozené klasicky
07:13
all of their microbes are basically like the vaginal community,
155
433206
3060
mají mikroby podobné vaginální kultuře,
07:16
whereas babies that are delivered by C-section,
156
436266
2365
kdežto děti narozené císařským řezem
07:18
all of their microbes instead look like skin.
157
438631
2906
mají mikroby podobné pokožkové kultuře.
07:21
And this might be associated with some of the differences
158
441537
3037
Důsledkem toho je patrně i to,
07:24
in health associated with Cesarean birth,
159
444574
2788
že děti narozené císařským řezem
07:27
such as more asthma, more allergies, even more obesity,
160
447362
3216
jsou náchylnější k astmatu, alergiím či obezitě.
07:30
all of which have been linked to microbes now,
161
450578
2530
To vše je dnes spojováno s mikroby.
07:33
and when you think about it, until recently, every surviving mammal
162
453108
3897
Koneckonců, každý savec až donedávna
07:37
had been delivered by the birth canal,
163
457005
2556
přicházel na svět porodním kanálem.
07:39
and so the lack of those protective microbes
164
459561
2276
S vaginálními mikroby jsme tedy evolučně spjatí,
07:41
that we've co-evolved with might be really important
165
461837
2450
a pokud na nás při porodu nepřejdou,
07:44
for a lot of these different conditions that we now know involve the microbiome.
166
464287
4509
může to souviset s určitými chorobami.
07:48
When my own daughter was born a couple of years ago
167
468796
2737
Moje dcera přišla před pár lety na svět
07:51
by emergency C-section,
168
471533
2435
akutním císařským řezem.
07:53
we took matters into our own hands
169
473968
1841
My jsme však dohlédli na to,
07:55
and made sure she was coated with those vaginal microbes
170
475809
2680
aby na ni byli vaginální mikrobi dodatečně přeneseni.
07:58
that she would have gotten naturally.
171
478489
2040
08:00
Now, it's really difficult to tell whether this has had an effect
172
480529
3384
Těžko s jistotou říct, zda to mělo na její zdraví nějaký vliv.
08:03
on her health specifically, right?
173
483913
2002
08:05
With a sample size of just one child, no matter how much we love her,
174
485915
3681
Jedno dítě, i když vám na něm moc záleží,
08:09
you don't really have enough of a sample size
175
489596
2217
není dostatečný vzorek,
08:11
to figure out what happens on average,
176
491813
1946
abychom vyvodili obecné závěry.
08:13
but at two years old, she hasn't had an ear infection yet,
177
493759
2897
Ale zatím naše dcerka například nedostala zánět uší,
08:16
so we're keeping our fingers crossed on that one.
178
496656
2285
a už jí jsou dva roky.
08:18
And what's more, we're starting to do clinical trials with more children
179
498941
3457
Hlavně však začínáme klinicky testovat další děti.
08:22
to figure out whether this has a protective effect generally.
180
502398
2922
Chceme ověřit,
zda vaginální mikroby obecně zvyšují jejich imunitu.
08:27
So how we're born has a tremendous effect on what microbes we have initially,
181
507031
5323
Porod tedy zásadně ovlivňuje,
s jakými mikroby vstoupíme do života.
08:32
but where do we go after that?
182
512354
1917
Ale co se děje potom?
08:34
What I'm showing you again here is this map
183
514271
2270
Tohle je další mapa podle dat
08:36
of the Human Microbiome Project Data,
184
516541
1998
"Projektu lidského mikrobiomu".
08:38
so each point represents a sample from one body site
185
518539
2763
Každá tečka je vzorek z určité části těla
08:41
from one of 250 healthy adults.
186
521302
2540
jednoho z 250 zdravých dospělých.
08:43
And you've seen children develop physically.
187
523842
2067
Jistě už jste viděli, jak se u dětí vyvíjí tělo či intelekt.
08:45
You've seen them develop mentally.
188
525909
2056
08:47
Now, for the first time, you're going to see
189
527965
2075
Teď ale poprvé v životě uvidíte,
08:50
one of my colleague's children develop microbially.
190
530040
3358
jak se u dítěte vyvíjí mikrobiom.
08:53
So what we are going to look at
191
533398
1565
Ze stolice dítěte mého kolegy jsme totiž pravidelně
08:54
is we're going to look at this one baby's stool,
192
534963
2687
08:57
the fecal community, which represents the gut,
193
537650
2449
odebírali vzorky fekálních mikrobů.
Sbírali jsme je každý týden po dobu necelých 2,5 let.
09:00
sampled every week for almost two and a half years.
194
540099
3169
09:03
And so we're starting on day one.
195
543268
1663
Tady je první den.
09:04
What's going to happen is that the infant is going to start off as this yellow dot,
196
544931
3918
Kulturu dítěte znázorňuje ta žlutá tečka.
09:08
and you can see that he's starting off basically in the vaginal community,
197
548849
3480
Fekální mikroby dítěte se zpočátku podobají vaginálním,
09:12
as we would expect from his delivery mode.
198
552329
2026
což odpovídá způsobu porodu.
09:14
And what's going to happen over these two and a half years
199
554355
2714
Během dalších dvou a půl let se však kultura dítěte přesune sem dolů,
09:17
is that he's going to travel all the way down
200
557069
2142
takže bude vypadat jako fekální kultura zdravého dospělého.
09:19
to resemble the adult fecal community from healthy volunteers down at the bottom.
201
559211
3814
09:23
So I'm just going to start this going and we'll see how that happens.
202
563025
3348
Teď se podíváme, jak k tomu dochází.
09:26
What you can see, and remember each step in this is just one week,
203
566913
4036
Každý krok představuje změnu během pouhého týdne.
09:30
what you can see is that week to week,
204
570949
1866
Vidíte tedy,
09:32
the change in the microbial community of the feces of this one child,
205
572815
4683
jak se fekální kultura dítěte každý týden mění.
09:37
the differences week to week are much greater
206
577498
2551
Každá změna je mnohem větší,
než jaké jsou rozdíly mezi jednotlivými,
09:40
than the differences between individual healthy adults
207
580049
2531
09:42
in the Human Microbiome Project cohort,
208
582580
1950
zdravými dospělými jedinci,
09:44
which are those brown dots down at the bottom.
209
584530
2476
což jsou ty hnědé tečky úplně dole.
09:47
And you can see he's starting to approach the adult fecal community.
210
587006
3197
Když jsou dítěti asi dva roky,
jeho mikrobi se už blíží dospělým.
09:50
This is up to about two years.
211
590203
1515
09:51
But something amazing is about to happen here.
212
591718
2170
Jenže teď se něco stane.
09:53
So he's getting antibiotics for an ear infection.
213
593888
3088
Dítě dostane antibiotika na zánět ucha.
09:56
What you can see is this huge change in the community,
214
596976
2554
Dojde k prudké změně,
09:59
followed by a relatively rapid recovery.
215
599530
2058
načež se vše opět rychle vrací do normálu.
10:01
I'll just rewind that for you.
216
601588
2182
Pustím vám to ještě jednou.
10:05
And what we can see is that just over these few weeks,
217
605340
3589
Vidíte, že stačilo pár týdnů
10:08
we have a much more radical change,
218
608929
1933
a radikální proměna nejprve vývoj o celé měsíce vrátila,
10:10
a setback of many months of normal development,
219
610862
2530
10:13
followed by a relatively rapid recovery,
220
613392
2252
jen aby se výchylka opět rychle dorovnala.
10:15
and by the time he reaches day 838,
221
615644
4133
Video končí dnem 838, kdy je fekální kultura dítěte
10:19
which is the end of this video,
222
619777
1719
plně srovnatelná s kulturou dospělého jedince,
10:21
you can see that he has essentially reached the healthy adult stool community,
223
621496
3697
a to i přes zásah v podobě antibiotik.
10:25
despite that antibiotic intervention.
224
625193
2448
10:27
So this is really interesting because it raises fundamental questions
225
627641
3328
To nás dovádí k zásadní otázce:
10:30
about what happens when we intervene at different ages in a child's life.
226
630969
4099
jaký vliv mají zásahy v různých etapách života dítěte.
10:35
So does what we do early on, where the microbiome is changing so rapidly,
227
635068
3611
Pokud se mikrobiom u dětí tak bleskově vyvíjí,
10:38
actually matter,
228
638679
1300
není vnější zásah
10:39
or is it like throwing a stone into a stormy sea,
229
639979
2483
jenom bezvýznamný plivanec
10:42
where the ripples will just be lost?
230
642462
1742
do rozbouřeného moře?
10:45
Well, fascinatingly, it turns out that if you give children antibiotics
231
645044
4291
Kupodivu se ukázalo,
že když dítěti mladšímu půl roku
10:49
in the first six months of life,
232
649335
1650
podáte antibiotika,
10:50
they're more likely to become obese later on
233
650985
2785
bude mít větší sklony k obezitě
10:53
than if they don't get antibiotics then or only get them later,
234
653770
3127
než děti, které antibiotika poprvé dostanou ve starším věku.
10:56
and so what we do early on may have profound impacts
235
656897
2946
Zásahy v raném věku tak mohou
10:59
on the gut microbial community and on later health
236
659843
3497
výrazně souviset s naším pozdějším zdravím,
11:03
that we're only beginning to understand.
237
663340
2326
a my to teprve začínáme odhalovat.
11:05
So this is fascinating, because one day, in addition to the effects
238
665666
4156
Riziko antibiotik tak možná není jen
v narůstající rezistenci bakterií,
11:09
that antibiotics have on antibiotic-resistant bacteria,
239
669822
2646
což je také důležité,
11:12
which are very important,
240
672468
1696
ale možná i v tom,
11:14
they may also be degrading our gut microbial ecosystems,
241
674164
2903
že nabourávají ekosystém našich mikrobů.
11:17
and so one day we may come to regard antibiotics with the same horror
242
677067
3272
Jednou pro nás antibiotika možná budou strašák -
11:20
that we currently reserve for those metal tools
243
680339
2463
tak jako kovové nástroje,
11:22
that the Egyptians used to use to mush up the brains
244
682802
2459
jimiž Egypťané rozmělňovali mozek,
11:25
before they drained them out for embalming.
245
685261
2064
než ho vytáhli ven.
11:27
So I mentioned that microbes have all these important functions,
246
687325
3021
Řekl jsem, že mikrobi plní řadu důležitých úloh.
11:30
and they've also now, just over the past few years,
247
690346
2649
Během pár posledních let se rovněž ukazuje,
11:32
been connected to a whole range of different diseases,
248
692995
2833
že souvisejí s rozmanitými chorobami.
11:35
including inflammatory bowel disease,
249
695828
2085
Patří sem střevní záněty,
11:37
heart disease, colon cancer,
250
697913
1724
srdeční choroby, rakovina tlustého střeva,
11:39
and even obesity.
251
699637
1830
ale i obezita.
11:41
Obesity has a really large effect, as it turns out,
252
701467
2646
Na tu mají mikrobi výrazný efekt.
Dnes už podle střevních mikrobů
11:44
and today, we can tell whether you're lean or obese
253
704113
2393
11:46
with 90 percent accuracy
254
706506
1879
s 90% přesností poznáme,
11:48
by looking at the microbes in your gut.
255
708385
2112
zda patří štíhlému či obéznímu člověku.
11:50
Now, although that might sound impressive,
256
710497
2289
Přesto je problematické zakládat na tom lékařské testy.
11:52
in some ways it's a little bit problematic as a medical test,
257
712786
3331
Sami přece i bez mikrobů poznáte,
11:56
because you can probably tell which of these people is obese
258
716117
2997
která z těchto žen je obézní.
11:59
without knowing anything about their gut microbes,
259
719114
2752
12:01
but it turns out that even if we sequence their complete genomes
260
721866
3043
Zajímavé ale je, že kdybyste to zkoušeli poznat podle jejich DNA,
12:04
and had all their human DNA,
261
724909
1657
12:06
we could only predict which one was obese with about 60 percent accuracy.
262
726566
4366
měli byste jen 60% šanci to uhodnout.
12:10
So that's amazing, right?
263
730932
1374
Jinak řečeno,
12:12
What it means that the three pounds of microbes that you carry around with you
264
732306
3812
jeden a půl kila mikrobů,
které si s sebou nesete,
možná ovlivňuje vaše zdraví
12:16
may be more important for some health conditions
265
736118
2342
12:18
than every single gene in your genome.
266
738460
3665
víc než libovolný gen vašeho genomu.
12:23
And then in mice, we can do a lot more.
267
743555
2237
Pokusy ukázaly,
12:25
So in mice, microbes have been linked to all kinds of additional conditions,
268
745792
3645
že přinejmenším u myší
mikrobi souvisejí se vznikem řady dalších chorob,
12:29
including things like multiple sclerosis,
269
749437
2716
jako je roztroušená skleróza,
12:32
depression, autism, and again, obesity.
270
752153
3738
deprese, autismus
a již zmiňovaná obezita.
12:35
But how can we tell whether these microbial differences
271
755891
2764
Jak ale poznáme, že mikrobiální změny
12:38
that correlate with disease are cause or effect?
272
758655
2763
jsou příčinou, a nikoli následkem choroby?
12:41
Well, one thing we can do is we can raise some mice
273
761418
2647
Například tak,
že ve sterilním prostředí chováme myši, které nemají vlastní mikroby.
12:44
without any microbes of their own in a germ-free bubble.
274
764065
2647
12:46
Then we can add in some microbes that we think are important,
275
766712
2953
Pak jim určité konkrétní mikroby dodáme
12:49
and see what happens.
276
769665
2082
a čekáme, co se stane.
12:51
When we take the microbes from an obese mouse
277
771747
2279
Když například mikroby z obézní myši
12:54
and transplant them into a genetically normal mouse
278
774026
2504
předáme geneticky normální myši,
12:56
that's been raised in a bubble with no microbes of its own,
279
776530
2859
která nemá vlastní mikroby,
12:59
it becomes fatter than if it got them from a regular mouse.
280
779389
3353
bude ta myš o dost tlustší,
než kdyby dostala mikroby od normální myši.
13:04
Why this happens is absolutely amazing, though.
281
784142
2319
A děje se to z pozoruhodných příčin.
13:06
Sometimes what's going on is that the microbes
282
786461
2200
Někteří mikrobi jenom myším pomáhají
13:08
are helping them digest food more efficiently from the same diet,
283
788661
3058
účinněji trávit potravu,
13:11
so they're taking more energy from their food,
284
791719
2204
takže z ní získají více energie.
13:13
but other times, the microbes are actually affecting their behavior.
285
793923
3231
Ale jiní mikrobi přímo ovlivňují, jak se myši chovají.
13:17
What they're doing is they're eating more than the normal mouse,
286
797154
3040
Takové myši se prostě stávají žravějšími,
13:20
so they only get fat if we let them eat as much as they want.
287
800194
3170
takže sice tloustnou, ale jen pokud mají neomezeně potravy.
13:24
So this is really remarkable, right?
288
804614
2686
A to určitě stojí za pozornost.
13:27
The implication is that microbes can affect mammalian behavior.
289
807300
4364
Plyne z toho,
že mikrobi dokáží ovlivňovat chování savců.
13:33
So you might be wondering whether we can also do this sort of thing across species,
290
813224
4158
A funguje to dokonce napříč živočišnými druhy.
13:37
and it turns out that if you take microbes from an obese person
291
817382
3270
Pokud například vezmete mikroby obézního člověka
13:40
and transplant them into mice you've raised germ-free,
292
820652
3063
a přenesete je na myši, které nemají vlastní mikroby,
13:43
those mice will also become fatter
293
823715
2090
tak budou tlustější než myši,
13:45
than if they received the microbes from a lean person,
294
825805
3041
které dostanou mikroby od štíhlého člověka.
13:48
but we can design a microbial community that we inoculate them with
295
828846
3345
Umíme však uměle vytvořit mikrobiální kulturu,
13:52
that prevents them from gaining this weight.
296
832191
2554
která myším přibrat zabrání.
13:55
We can also do this for malnutrition.
297
835545
2055
A stejně lze zabránit i podvýživě.
13:57
So in a project funded by the Gates Foundation,
298
837600
3088
V rámci projektu sponzorovaného manžely Gatesovými
14:00
what we're looking at is children in Malawi
299
840688
2183
se věnujeme dětem v Malawi,
14:02
who have kwashiorkor, a profound form of malnutrition,
300
842871
2658
které trpí syndromem podvýživy zvaným "kwashiorkor".
14:05
and mice that get the kwashiorkor community transplanted into them
301
845529
3123
Když přeneseme kwashiorkorowou kulturu na myši,
14:08
lose 30 percent of their body mass
302
848652
2370
během pouhých tří týdnů ztratí 30 % tělesné hmoty.
14:11
in just three weeks,
303
851022
1179
14:12
but we can restore their health by using the same peanut butter-based supplement
304
852201
3818
Dokáží je však vyléčit přípravky na bázi burákového másla,
14:16
that is used for the children in the clinic,
305
856019
2113
které podáváme i dětem.
14:18
and the mice that receive the community
306
858132
1856
Potvrdily to i pokusy, kdy jsme na myši
14:19
from the healthy identical twins of the kwashiorkor children do fine.
307
859988
3247
přenášeli kultury z jednovaječných dvojčat,
14:24
This is truly amazing because it suggests that we can pilot therapies
308
864035
3941
To svědčí o tom,
že myši můžeme využít,
14:27
by trying them out in a whole bunch of different mice
309
867976
2507
abychom na nich testovali
14:30
with individual people's gut communities
310
870483
1930
léčebné účinky konkrétních kultur,
14:32
and perhaps tailor those therapies all the way down to the individual level.
311
872413
4599
a vytvářeli tak léčebné postupy
šité na míru konkrétnímu jedinci.
14:38
So I think it's really important that everyone has a chance
312
878262
2915
Klíčové je, aby se do našich aktivit mohl zapojit úplně kdokoli.
14:41
to participate in this discovery.
313
881177
2706
14:43
So, a couple of years ago,
314
883883
1248
Proto jsme spustili
14:45
we started this project called American Gut,
315
885131
2071
projekt "Do útrob Ameriky".
14:47
which allows you to claim a place for yourself on this microbial map.
316
887202
4204
Každý zájemce se může ocitnout na této mikrobiální mapě.
14:51
This is now the largest crowd-funded science project that we know of --
317
891406
3357
Jde o největší vědecký projekt na bázi crowdfundingu.
14:54
over 8,000 people have signed up at this point.
318
894763
2888
Podpořilo nás zatím přes 8 000 lidí.
14:57
What happens is, they send in their samples,
319
897651
2578
Posílají nám vzorky
a my sekvenujeme DNA jejich mikrobů a posíláme jim výsledky.
15:00
we sequence the DNA of their microbes and then release the results back to them.
320
900229
3785
15:04
We also release them, de-identified, to scientists, to educators,
321
904014
3691
Anonymizované výsledky zároveň posíláme vědcům, pedagogům,
15:07
to interested members of the general public, and so forth,
322
907705
3019
zainteresovaným veřejným činitelům a tak dál.
15:10
so anyone can have access to the data.
323
910724
3155
Data jsou tedy přístupná komukoli.
15:13
On the other hand,
324
913879
1171
Je ovšem pravda, že když bereme lidi na exkurzi po našem ústavu
15:15
when we do tours of our lab at the BioFrontiers Institute,
325
915050
3282
15:18
and we explain that we use robots and lasers to look at poop,
326
918332
3560
a vykládáme,
jak s pomocí robotů a laserů zkoumáme hovínka,
15:21
it turns out that not everyone wants to know.
327
921892
3112
ne každý to unese.
(Smích.)
15:25
(Laughter)
328
925004
1282
15:26
But I'm guessing that many of you do,
329
926286
1921
Ale přeci jen jsem vám přinesl výbavu,
15:28
and so I brought some kits here if you're interested
330
928207
2659
15:30
in trying this out for yourself.
331
930866
2730
kdybyste si to chtěli vyzkoušet sami.
15:35
So why might we want to do this?
332
935046
1947
Proč nás to vlastně zajímá?
15:36
Well, it turns out that microbes are not just important
333
936993
2570
Protože mikrobi jsou nejen důležitými indikátory
15:39
for finding out where we are in terms of our health,
334
939563
2901
našeho zdraví,
15:42
but they can actually cure disease.
335
942464
2408
ale dokáží choroby i léčit.
15:44
This is one of the newest things we've been able to visualize
336
944872
2925
Tohle je jeden z nejnovějších počinů.
15:47
with colleagues at the University of Minnesota.
337
947797
2739
Vytvořili jsme ho s kolegy z Minnesotské univerzity.
15:50
So here's that map of the human microbiome again.
338
950536
2617
Je to další mapa lidského mikrobiomu.
15:53
What we're looking at now --
339
953153
1457
Ale teď vám na ní ukážu
15:54
I'm going to add in the community of some people with C. diff.
340
954610
3370
kulturu získanou od lidí nakažených bakterií Clostridium difficile.
15:57
So, this is a terrible form of diarrhea
341
957980
2279
Ta způsobuje příšerný průjem – musíte na záchod až 20x za den.
16:00
where you have to go up to 20 times a day,
342
960259
2345
16:02
and these people have failed antibiotic therapy for two years
343
962604
3111
Pacienti se dva roky bezvýsledně léčili antibiotiky,
16:05
before they're eligible for this trial.
344
965715
2299
načež podstoupili náš pokus.
16:08
So what would happen if we transplanted some of the stool from a healthy donor,
345
968014
4413
Transplantovali jsme jim část stolice zdravého dárce,
16:12
that star down at the bottom,
346
972427
1857
to je ta hvězdička dole.
16:14
into these patients.
347
974284
1416
Jak myslíte, že se souboj hodných a zlých mikrobů
16:15
Would the good microbes do battle with the bad microbes
348
975700
2609
projevil na zdraví pacientů?
16:18
and help to restore their health?
349
978309
2079
16:20
So let's watch exactly what happens there.
350
980388
2316
Ukažme si, co se stalo.
16:22
Four of those patients are about to get a transplant
351
982704
2516
Tady máme čtyři pacienty a úplně dole zdravého dárce.
16:25
from that healthy donor at the bottom,
352
985220
1904
Ve střevní kultuře okamžitě
16:27
and what you can see is that immediately,
353
987124
1957
16:29
you have this radical change in the gut community.
354
989081
2405
nastává zásadní změna.
16:31
So one day after you do that transplant,
355
991486
2069
Pouhý den po transplantaci všechny potíže ustupují,
16:33
all those symptoms clear up,
356
993555
1649
průjem mizí
16:35
the diarrhea vanishes,
357
995204
1555
16:36
and they're essentially healthy again, coming to resemble the donor's community,
358
996759
3772
a pacienti jsou opět zdraví.
Jejich kultura se podobá kultuře dárce a zůstává stabilní.
16:40
and they stay there.
359
1000531
2062
16:42
(Applause)
360
1002593
4797
(Potlesk.)
16:49
So we're just at the beginning of this discovery.
361
1009290
2375
Naše objevy teprve začínají.
16:51
We're just finding out that microbes have implications
362
1011665
2540
Už víme, že mikrobi mají vliv
na rozmanité choroby,
16:54
for all these different kinds of diseases,
363
1014205
2173
od střevních zánětů až po obezitu,
16:56
ranging from inflammatory bowel disease to obesity,
364
1016378
2468
16:58
and perhaps even autism and depression.
365
1018846
3083
a možná i autismus a depresi.
17:01
What we need to do, though,
366
1021929
1338
Pro práci s mikroby však musíme vyvinout systém navigace.
17:03
is we need to develop a kind of microbial GPS,
367
1023267
2258
17:05
where we don't just know where we are currently
368
1025525
2321
Abychom nejen věděli, kde zrovna jsme,
17:07
but also where we want to go and what we need to do
369
1027846
3551
ale i kam se chceme posunout a kudy se tam dostaneme.
17:11
in order to get there,
370
1031397
1486
17:12
and we need to be able to make this simple enough
371
1032883
2345
A ta navigace musí být tak jednoduchá,
17:15
that even a child can use it. (Laughter)
372
1035228
2601
aby ji mohlo používat i dítě. (Smích.)
17:17
Thank you.
373
1037829
2229
Děkuji.
(Potlesk.)
17:20
(Applause)
374
1040058
3204
O tomto webu

Tato stránka vám představí videa na YouTube, která jsou užitečná pro výuku angličtiny. Uvidíte lekce angličtiny vedené špičkovými učiteli z celého světa. Dvojklikem na anglické titulky zobrazené na každé stránce s videem si video přehrajete přímo odtud. Titulky se posouvají synchronizovaně s přehráváním videa. Pokud máte nějaké připomínky nebo požadavky, kontaktujte nás prosím pomocí tohoto kontaktního formuláře.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7