Δείξε το παπούτσι σου και έρευνα θα σου βρει από ποια… πόλη ήρθες ανάλογα τα μικρόβια

Η αρχή των σχετικών ερευνών είχε γίνει το 2013, όταν για πρώτη φορά στον κόσμο ο Μέισον είχε αρχίσει να συλλέγει και να αναλύει μικροβιακά δείγματα από το μετρό της Νέας Υόρκης.

Πρόκειται για τη μεγαλύτερη γενετική μελέτη αστικών μικροβιωμάτων (ιών και βακτηρίων) που έχει γίνει ποτέ διεθνώς και δείχνει ότι είναι δυνατό, με την κατάλληλη ανάλυση, να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα.

Οι περισσότεροι από 900 συνεργαζόμενοι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή γενετικής Κρίστοφερ Μέισον του Ιατρικού Κολλεγίου Weill Cornell της Νέας Υόρκης, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό κυτταρικής βιολογίας “Cell”, ανέλυσαν 4.728 δείγματα αέρα και επιφανειών από 60 πόλεις έξι ηπείρων, από το Λονδίνο, τη Στοκχόλμη και τη Νέα Υόρκη έως το Ρίο ντε Τζανέιρο, τη Σαγκάη και το Τόκιο. Τα δείγματα ελήφθησαν στη διάρκεια τριών ετών, κυρίως από μέσα μαζικής μεταφοράς. Ακολούθησε η γενετική ανάλυση τους για ιούς, βακτήρια και άλλους μικροοργανισμούς. Πρόκειται για τον πιο ολοκληρωμένο μέχρι σήμερα κατάλογο των αστικών μικροβιακών οικοσυστημάτων.

«Κάθε πόλη έχει τη δική της μοριακή ‘ηχώ’ από μικρόβια που την προσδιορίζει. Αν μου δίνατε το παπούτσι σας, θα μπορούσα να σας πω με ακρίβεια περίπου 90% από ποια πόλη του κόσμου ήλθατε», δήλωσε ο Μέισον.

Τα μικροβιακά «προφίλ» των ευρωπαϊκών και βορειοαμερικανικών πόλεων διαφέρουν σημαντικά από εκείνο των ανεπτυγμένων πόλεων της ανατολικής Ασίας. Γενικότερα, όσο πιο κοντά βρίσκονται δύο πόλεις, τόσο περισσότερο μοιάζουν τα μικροβιακά «αποτυπώματα» τους. Πόλεις κοντά στον Ισημερινό έχουν μεγαλύτερη μικροβιακή βιοποικιλότητα, ενώ παραθαλάσσιες πόλεις έχουν αρκετά μικρόβια που σχετίζονται με το νερό.

Διαπιστώθηκε ότι, πέρα από τη διακριτή μικροβιακή «υπογραφή» κάθε πόλης, υπάρχει κι ένας πυρήνας 31 μικροβιακών ειδών που είναι κοινός στο σύνολο σχεδόν των πόλεων (97%). Σχεδόν τα μισά από αυτά τα κοινά είδη είναι βακτήρια που ζουν στο ανθρώπινο σώμα, κυρίως στο δέρμα. Συνολικά οι ερευνητές βρήκαν 4.246 γνωστά είδη αστικών μικροοργανισμών, εκ των οποίων τα δύο τρίτα ήσαν βακτήρια και οι υπόλοιποι μύκητες, ιοί και άλλα μικρόβια. Ανακάλυψαν επίσης -προς μεγάλη έκπληξη τους- 10.928 νέους ιούς και 748 νέα είδη βακτηρίων, άγνωστα έως τώρα.

Όσο μεγαλύτερη είναι μια πόλη, τόσο πιο πολύπλοκο και διαφοροποιημένο είναι το μικροβίωμα της. Η προέλευση και οι λειτουργίες πολλών από αυτούς τους μικροοργανισμούς παραμένουν άγνωστες, αν και, σύμφωνα με τους επιστήμονες, δεν αποτελούν πηγή ιδιαίτερης ανησυχίας. Η μεγάλη πλειονότητα τους δεν φαίνεται να είναι παθογόνα και δεν συνιστούν κίνδυνο για τους ανθρώπους.

Η αρχή των σχετικών ερευνών είχε γίνει το 2013, όταν για πρώτη φορά στον κόσμο ο Μέισον είχε αρχίσει να συλλέγει και να αναλύει μικροβιακά δείγματα από το μετρό της Νέας Υόρκης. Μετά τη δημοσίευση των πρώτων ευρημάτων του, τον πλησίασαν επιστήμονες από όλο τον κόσμο που ήθελαν να κάνουν κάτι ανάλογο στις δικές τους πόλεις. Έτσι, ο ίδιος ανέπτυξε ένα πρωτόκολλο έρευνας και η έρευνα απέκτησε διεθνή χαρακτήρα.
Το 2015 ο Μέισον δημιούργησε τη διεθνή ερευνητική κοινοπραξία International MetaSUB Consortium και η 21η Ιουνίου καθιερώθηκε ως Παγκόσμια Μέρα Δειγματοληψιών στις Πόλεις. Το 2020 εν μέσω πανδημίας ξεκίνησε μια προσπάθεια να διερευνηθεί η εξάπλωση του κορονοϊού SARS-CoV-2 στις γάτες. Παράλληλα, ερευνητές του MetaSUB στην Ελβετία δημιούργησαν μια ανοικτή παγκόσμια βάση γενετικών δεδομένων (MetaGraph), όπου καταγράφονται όλα τα γονιδιώματα των αστικών μικροβίων.

Τα ευρήματα των ερευνών αυτού του είδους μπορούν να έχουν και χρήσιμες πρακτικές εφαρμογές, από την εγκληματολογία (αν κάποιος ύποπτος επισκέφθηκε πρόσφατα κάποια συγκεκριμένη πόλη με βάση την ανάλυση του μικροβιώματος στα παπούτσια του) μέχρι την ανάπτυξη νέων φαρμάκων. «Οι άνθρωποι συχνά θεωρούν ότι σε ένα τροπικό δάσος αφθονεί η βιοποικιλότητα και μπορούν να βρεθούν νέα μόρια για ιατρικές θεραπείες, αλλά το ίδιο ισχύει επίσης για μια χειρολαβή στο μετρό ή ένα παγκάκι στην πόλη», ανέφερε ο Μέισον.

Η μελέτη πραγματοποιήθηκε πριν η Covid-19 βάλει σε «λοκντάουν» τις πόλεις του κόσμου, γι’ αυτό το επόμενο βήμα των ερευνητών θα είναι να δουν κατά πόσο η πανδημία επηρέασε το μικροβιακό αποτύπωμα κάθε πόλης. Ήδη η ερευνητική κοινοπραξία ξεκίνησε το πρόγραμμα MetaCOV για να αναζητήσει τυχόν μεταβολές στα μικροβιακά γονιδιώματα και να απομονώσει την παρουσία του κορονοϊού στα αστικά περιβάλλοντα (μηχανήματα ΑΤΜ, απόβλητα, νοσοκομεία, μέσα μεταφοράς κ.α.).