La colección de microbios digitales más grande del mundo tiene como objetivo transformar la investigación de salud

Los investigadores de la Universidad de Galway han creado la colección de microbios digitales más grandes del mundo, casi un cuarto de millón de modelos informáticos, para ayudar a revolucionar nuestra comprensión del microbioma humano y su impacto en la salud.

La investigación, publicado en Sistemas celularesse centra en el microbioma bacteriano: las comunidades de bacterias que viven en nuestros cuerpos.

El equipo creó Apollo, una colección de 247,092 modelos de computadora avanzados, cada uno que representa los procesos metabólicos únicos de un microbio distinto que se encuentra dentro de estas comunidades.

La base de datos sin precedentes permitirá a los científicos usar software para estudiar cómo funcionan los microbios dentro del cuerpo humano e interactuar con la salud y la enfermedad, para acelerar los nuevos descubrimientos de salud, lo que de otro modo dependería únicamente de experimentos engorrosos utilizando organismos vivos.

Con múltiples continentes, grupos de edad y sitios corporales, Apollo es la colección de modelos computacionales más extensas del microbioma humano creado hasta la fecha.

El proyecto de investigación se basa en la experiencia de una década del equipo, de generaciones anteriores de Agora (cientos de microbios) y Agora2 (miles de microbios).

El equipo también creó 14,451 simulaciones por computadora de comunidades de microbiomas individuales, basadas en muestras de la vida real, para revelar cómo el metabolismo microbiano varía según el sitio del cuerpo, la edad y las condiciones de salud. Las simulaciones de Apolo también predijeron metabolitos fecales clave vinculados a la enfermedad de Crohn, la enfermedad de Parkinson y la desnutrición de los niños, insceptiones que podrían ayudar a dar forma a futuras estrategias de diagnóstico y tratamiento.

El trabajo fue realizado por un equipo de científicos en el Centro Digital Metabólico Digital de la Universidad de Galway, dirigido por el profesor Ines Thiele, un investigador principal de APC Microbiome Irlanda: Investigación del Centro de Irlanda para el Estudio de la Comunidad Microbiológica, organizado por University College Cork.

El equipo de investigación del profesor Thiele utiliza el modelado computacional para avanzar en la salud de la precisión.

Cómo Apolo beneficiará a la sociedad:

• Diagnóstico mejorado: al identificar marcadores metabólicos microbianos, Apollo podría ayudar a desarrollar herramientas de diagnóstico no invasivas, permitiendo un diagnóstico anterior y más preciso.
• Tratamientos personalizados: las simulaciones pueden predecir cómo el microbioma de un individuo interactúa con su dieta, medicamentos y afecciones de salud. Esto podría conducir a tratamientos personalizados que optimizan la salud intestinal y mejoran las respuestas a las terapias.
• Desarrollo de fármacos y probióticos: puede ser posible diseñar probióticos, prebióticos y terapias basadas en microbiomas para tratar enfermedades específicas de manera más efectiva.
• Conocimientos de salud pública: al incluir diversos microbiomas, Apollo proporciona una perspectiva global, ayudando a abordar cómo los estilos de vida modernos afectan la salud del microbioma. Este conocimiento podría guiar las políticas de salud pública, como alrededor del uso de antibióticos, la dieta y la prevención de enfermedades.

El Dr. Cyrille Thinnes, científico del proyecto, dijo: “Apollo marca un hito importante en el modelado de microbioma personalizado a escala global. Nuestro microbioma desempeña papeles cruciales en la digestión, la función inmune y la salud en general. Estudiar estos microbios es esencial para comprender cómo influir en la influencia. Varias afecciones, desde la salud intestinal hasta las enfermedades neurológicas, y para desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico, tratamientos y personalizar las soluciones de atención médica.

“Apollo captura una diversidad de microbios sin precedentes en los continentes, demografía y sitios corporales, llenando brechas críticas en la investigación de salud global. Aborda preocupaciones apremiantes sobre el impacto de los estilos de vida occidentalizados, caracterizados por hábitos sedentarios, dietas procesadas y antibióticos excesos, sobre diversidad microbiana y funciones.

“Al incluir a las poblaciones y sitios corporales no occidentados poco occidentales más allá del intestino, Apolo proporciona un recurso vital para avanzar en la investigación de microbiomas y sus aplicaciones”.

El profesor Ines Thiele, liderazgo en el proyecto, dijo: “El microbioma humano es un jugador vital en salud y enfermedad, interactúa dinámicamente con su huésped. Comprender estas interacciones complejas requiere tecnología de punta. Nuestra investigación integra modelos digitales de microbios y ambos microbios y ambos microbios y Los humanos, que nos permiten explorar el papel del microbioma en la salud con detalles sin precedentes.

“Apollo lleva esta innovación al incorporar a las comunidades de microbiomas en una dimensión para ahora permitir la personalización a escala global.

“Durante la última década, hemos pasado de un solo modelo humano genérico a modelos detallados que explican sexo, fisiología y órganos individuales. Del mismo modo, comenzamos con modelos de algunos microbios y ahora hemos expandido para cubrir cientos de miles.

“Estos modelos pueden incorporar aún más información sobre hábitos dietéticos y condiciones de salud, ayudando a generar hipótesis comprobables y recomendaciones de salud personalizadas. Apollo representa un paso importante en el cambio hacia la atención médica de precisión de gemelos digitales, acercándonos a la adaptación de las soluciones de salud para las personas. mundial.”

Este trabajo fue dirigido por la Universidad de Galway en colaboración con colegas en Irlanda, Francia e Italia, en University College Cork, University College Dublin, APC Microbiome Irlanda, Universidad de Lorena y Universidad de Padova.