Citizen Science Und Kartierung Des Mikrobioms

2023 Autor: Agatha Gilson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-08-25 04:56

Anmerkung des Herausgebers:

Das Mikrobiom ist eines der am schnellsten wachsenden Gebiete in der biomedizinischen Forschung, das zum Teil von engagierten Patienten und Bürgerwissenschaftlern betrieben wird, die verstehen möchten, wie sich ihre Mikrobiota auf ihre allgemeine Gesundheit auswirken können.

In diesem Einzelgespräch spricht Eric Topol, Chefredakteur von Medscape, mit Jessica Richman über den Wert der Citizen Science sowie mit ihrem Unternehmen uBiome, das Verbrauchern Mikrobiomanalysen zur Verfügung stellt und plant, mit der Bereitstellung von ärztlich angeordneter medizinischer Diagnostik zu beginnen in naher Zukunft.

Die Citizen Science Bewegung

Eric J. Topol, MD: Hallo. Ich bin Eric Topol, Chefredakteur von Medscape. Ich freue mich sehr, Ihnen Jessica Richman vorstellen zu können. Jessica ist eine bedeutende Verfechterin der Bürgerwissenschaftlerin und Geschäftsführerin eines Mikrobiom-Unternehmens namens uBiome. Willkommen, Jessica.

Jessica Richman, DPhil: Danke. Es ist mir eine Ehre, hier zu sein.

Dr. Topol: Bevor wir uns dem Mikrobiom zuwenden, lassen Sie uns zunächst über die große Bewegung in der Citizen Science sprechen. Wie Sie bereits betont haben, gibt es weltweit etwa 7 Millionen Wissenschaftler, aber es gibt mehr als 7 Milliarden Menschen - was wäre, wenn wir sie konvertieren könnten?

Dr. Richman: Richtig.

Dr. Topol: Erzählen Sie uns Ihre Gedanken zu dieser bürgerwissenschaftlichen Bewegung.

Dr. Richman: "Citizen Science" ist ein Begriff, der in den 1970er Jahren von Ornithologen geprägt wurde - Wissenschaftlern, die Vögel untersuchen -, die erkannten, dass es viel mehr Amateur-Vogelbeobachter gab als professionelle Wissenschaftler, die Vögel untersuchten. Warum also nicht die Informationen von Amateur-Vogelbeobachtern in die Ornithologie einbeziehen? Es begann der Denkprozess zu fragen: "Wie binden wir die Öffentlichkeit in die Wissenschaft ein und wie erweitern wir die Rolle der Öffentlichkeit in der Wissenschaft?"

Was mich an Citizen Science interessiert hat, war die Idee, einen Schritt zurückzutreten und davon, wie Wissenschaft jetzt gemacht wird, und dieses Beispiel zu betrachten, wie wir die Öffentlichkeit auf einer breiteren Ebene in die Wissenschaft einbeziehen können. Wir haben jetzt 7 Millionen Wissenschaftler. Wie würde unsere Welt aussehen, wenn wir 20 Millionen oder 100 Millionen oder 1 Milliarde hätten? Was könnten wir erreichen? Was könnten wir lernen? Welche Krankheiten würden wir heilen? Welche Fragen würden wir lösen?

Das hat mich wirklich dazu inspiriert, die Öffentlichkeit in die Wissenschaft einzubeziehen. Ich denke es ist unvermeidlich. Im Zeitalter des Internets verdrängen wir so viele Dinge. So viele unwichtige Dinge werden aus Crowdsourcing-Quellen bezogen, und Millionen von Menschen nehmen an Umfragen teil, ob ein Kleid weiß und gold oder blau und schwarz ist. Aber sie belasten nicht wirklich wichtige Fragen.

Dr. Topol: Sie sprechen dieses andere Thema der Crowdsourcing-Wissenschaft an. Wir haben weltweit massive Projekte, um die RNA-Struktur und all diese anderen biologischen Dinge zu verstehen. Wer hätte gedacht, dass Millionen von Menschen freiwillig ihre Zeit dafür geben wollen? Wir sehen also eine neue Ära, in der Informationen weitgehend übertragbar sind. Das Internet ist natürlich ein wichtiger Vektor dafür. Es aktiviert Menschen, die sich für Wissenschaft interessieren, aber es gibt viele andere Menschen, die das Wort "Wissenschaft" hören und eine Art Antikörper dagegen bekommen, oder?

Dr. Richman: Es ist lustig, wie einerseits wir diese Sorge um das öffentliche Verständnis der Wissenschaft haben - Menschen sind wissenschaftlich Analphabeten, Menschen verstehen keine grundlegenden Fakten über unser Universum oder Menschen interessieren sich nicht für Wissenschaft. Auf der anderen Seite haben wir wissenschaftliche Einrichtungen, die Menschen von der Wissenschaft fernhalten, indem sie sagen: "Es sei denn, Sie haben einen Doktortitel von der richtigen Schule und werden beauftragt, eine bestimmte Sache zu tun, und dann erhalten Sie ein Stipendium, das von genehmigt wurde." ein Komitee und Sie gehen bis zum Ende dieses Prozesses, nur dann können Sie in die Wissenschaft einbezogen werden."

Ich denke, die offensichtliche Lösung für dieses Problem besteht darin, Menschen in die Wissenschaft einzubeziehen. Natürlich ist das Fachwissen, das auf dem Weg zu einer Professur und einem Stipendium für die Leitung der Forschung erworben wird, von großem Wert, aber das bedeutet nicht, dass Sie der einzige sein müssen, der dann Wissenschaft betreibt.

Ich denke oft darüber nach, wie Wissenschaft eine Art Zuschauersport ist. Wenn Sie Menschen beim Fußballspielen zuschauen möchten, können Sie dies tun, und wenn Sie Fußball spielen möchten, hindert Sie niemand daran, Fußball zu spielen. Sie werden natürlich nicht auf diesem Niveau spielen, aber Sie können trotzdem Fußball spielen.

Aber in der Welt der Wissenschaft kann man keine Wissenschaft spielen. Sie können keine Ideen nehmen, die Sie haben, wie seltsam sie auch sein mögen, und Hypothesen testen, um festzustellen, ob sie in einer Weise wahr sind, die global nützlich ist, ohne so etwas wie den Prozess der Citizen Science.

Dies ist eine echte Leidenschaft von mir - diese Idee zu fördern und diese Idee zu manifestieren, wie auch immer Sie es ausdrücken möchten -, Wissenschaft von einem Zuschauersport zu machen, in dem die Leute nur anderen Menschen dabei zuschauen, in eine Welt, in der die meiste Wissenschaft betrieben wird Ein Weg, der Menschen in die wissenschaftliche Welt einbezieht.

Interesse am Mikrobiom

Dr. Topol: Jetzt haben Sie gerade promoviert.

Dr. Richman: Ja, das habe ich getan.

Dr. Topol: Erzählen Sie uns von Ihrem Hintergrund, an dem Sie zuvor gearbeitet haben.

Dr. Richman: Ich habe Informatik und Wirtschaftswissenschaften an der Stanford University studiert. Dann bekam ich ein Stipendium für die Universität Oxford. Während meiner Doktorarbeit in Oxford haben wir uBiome gegründet. Ich hatte den größten Teil meiner Forschung zuerst gemacht, also konnte ich Dinge aufschreiben und dann promovieren.

Das Interessante daran ist, dass ich als Person, die sich nicht speziell auf das Mikrobiom konzentriert - jemand, der kein Mikrobiologe oder sogar Genetiker ist - jemals Zugang zu dieser Welt erhalten würde, um verstehen zu können, wie das Mikrobiom kann den menschlichen Körper beeinflussen und welche Auswirkungen hat das? Ich denke wirklich, dass die Demokratisierung eine umfassendere Rolle spielt - sicherlich für alle, aber auch für Menschen aus anderen Bereichen, die möglicherweise etwas beitragen können.

Dr. Topol: Also hier sind Sie. Sie haben diesen Hintergrund, Sie interessieren sich für Citizen Science und Crowdsourcing, und dann gibt es diese Wissenschaft, die sich auf dem Mikrobiom weiterentwickelt, das in einem beispiellosen Tempo voranschreitet.

Dr. Richman: Oh, es ist atemberaubend. Wenn Sie sich die Liste der Artikel ansehen …

Dr. Topol: Und die Anzahl der Treffer bei Artikeln und ihre Zusammenhänge mit Diabetes, Krebs oder Herzerkrankungen - das ist wirklich unglaublich. Sie haben sich in vielerlei Hinsicht auf dem heißesten Gebiet der Biomedizin engagiert.

Dr. Richman: Eines der Dinge, die ich in Stanford studiert habe, war ein optionales Ehrenprogramm, das Sie mit Blick auf wissenschaftliche Revolutionen durchführen konnten. Es wurde "Wissenschaft, Technologie und Gesellschaft" genannt. Wie verbreitet sich der wissenschaftliche Wandel in einer Bevölkerung? Wie kam das Fahrrad zur allgemeinen Nutzung? Wie kam die Antibabypille zur allgemeinen Anwendung? Gibt es Ähnlichkeiten in der Art und Weise, wie diese gemacht wurden?

Es hat mich wirklich fasziniert, wie man Technologie nutzen kann, um sozialen Wandel herbeizuführen, [und] wie Technologie selbst sozialen Wandel herbeiführt, ob man es will oder nicht - vielleicht auf gute und vielleicht auf schlechte Weise. Ich hatte also einen Überblick darüber, wie diese Veränderungen eintreten können, noch bevor ich etwas über das Mikrobiom wusste.

Dr. Topol: Sie haben nach einer Revolution gesucht.

Dr. Richman: Das ist eine gute Art, es auszudrücken. Ich suchte nach einer Möglichkeit, diese Wirkung zu erzielen.

Die Gründung von uBiome

Dr. Topol: Wann haben Sie uBiome gegründet?

Dr. Richman: Wir haben uBiome im Oktober 2012 gestartet und im November 2012 eine Crowdfunding-Kampagne gestartet.

Dr. Topol: Es sind also gerade 3 Jahre vergangen.

Dr. Richman: Ja, nur 3 Jahre.

Dr. Topol: Und Sie hatten jetzt 50.000 Menschen, die Ihnen ihre Kotproben geschickt haben.

Dr. Richman: Ja, Kacke und andere Dinge auch.

Dr. Topol: Nicht nur das Mikrobiom des Darms.

Dr. Richman: Ja, auch andere Mikrobiome.

Dr. Topol: Was bekommen sie, nachdem sie es Ihnen geschickt haben? Und wie viel kostet es übrigens?

Dr. Richman: Wir haben derzeit ein Verbraucherprodukt, das 89 USD pro Probe kostet. Es ist weniger, wenn Sie ein Abonnement haben oder wenn Sie mehr als eine Probe gleichzeitig machen. Wir verzweigen uns in den klinischen Bereich, daher wird es auf der einen Seite ein Gesundheits- und Wellness-Verbraucherprodukt und auf der anderen Seite ein klinisches Diagnoseprodukt geben, das über Ärzte verkauft wird - eine traditionellere Diagnose -, die unterschiedliche Preise haben wird. offensichtlich.

Auf der Verbraucherseite tupfen Sie Ihr Toilettenpapier für die Darmprobe ab, und Sie tupfen Ihren Mund oder Ihre Haut oder eine andere Stelle für die anderen Proben ab. Sie senden es uns zurück, wir sequenzieren das Mikrobiom in unserem Labor mit von uns entwickelten proprietären Techniken und geben Ihnen dann Ihre Ergebnisse.

Am Anfang waren die Ergebnisse eine Liste von Bakterien, aber jetzt erweitern wir das Spektrum unserer Aussagen. Es ist nicht nur eine Liste von Bakterien, sondern welche sind für Sie am einzigartigsten, welche haben sich am meisten verändert und versuchen, Ihre Diversität im Vergleich zu anderen Arten von mikrobieller Diversität zu bewerten - versuchen Sie zu bewerten, ob Ihre Probiotika oder Präbiotika wirken oder nicht. wenn Sie sie verwenden.

Dr. Topol: Wenn Sie sie nehmen, funktionieren sie wirklich?

Dr. Richman: Ich denke, die Antwort ist, es kommt darauf an. Es ist sehr persönlich. Das Mikrobiom ist für die personalisierte Medizin gemacht. Sie nehmen einen Organismus mit der Hoffnung, dass er in Ihrer Mikroumgebung zu wachsen beginnt, und der einzige Weg zu wissen, ob dies der Fall ist, besteht darin, zu sehen, ob er dort ist und in Ihrer Mikroumgebung lebt.

Dr. Topol: Haben Sie andererseits Leute gehabt, die Proben vor und nach der Einnahme von Antibiotika geschickt haben?

Dr. Richman: Das haben wir und es gibt eine dramatische Veränderung. Sie können sehen, dass die Vielfalt innerhalb eines Tages abnimmt. Und dann ist die Frage, wie sich Ihre Vielfalt im Laufe der Zeit erholt. Dauert es eine Woche? Dauert es einen Monat? Wird es nicht 2 Jahre später wiederhergestellt? In den letzten Jahren wurde eine Studie veröffentlicht, in der untersucht wurde, wie Menschen die Mikrobiodiversität 2 Jahre nach einer Antibiotikakur immer noch verringert haben.

Expansion in die klinische Medizin

Dr. Topol: Ja, es ist ziemlich auffällig. Jetzt sind Sie derzeit ein Verbraucherprodukt. Sie machen keine medizinischen Ansprüche.

Dr. Richman: Richtig.

Dr. Topol: Sie helfen nur Menschen, die neugierig auf ihr Mikrobiom und ihre Gesundheit sind, Daten zurückzubekommen.

Dr. Richman: Ja.

Dr. Topol: Aber Sie drehen sich und werden eine medizinischere Einheit?

Dr. Richman: Es ist eine Erweiterung, weil wir den ursprünglichen Dienst nicht beenden.

Dr. Topol: "Erweitern" ist wahrscheinlich ein besserer Begriff.

Dr. Richman: Ja. Wir begannen also nur mit dem Mikrobiom, stellten jedoch fest, dass wir in unseren Daten einige sehr interessante Dinge fanden, die wir den Menschen nicht mitteilen konnten, da ein Test nicht in einem CLIA-Labor (Clinical Laboratory Improvement Amendments) durchgeführt wurde Von einem Arzt bestellt, hat nicht das Gewicht des medizinischen Systems dahinter. Man kann Menschen bestimmte Dinge einfach nicht erzählen.

Dr. Topol: Können Sie ein Beispiel geben?

Dr. Richman: Ein wirklich gutes Beispiel sind Krankheitserreger, die Sie entdecken.

Dr. Topol: Zum Beispiel, wenn Sie C difficile haben oder so?

Dr. Richman: Genau. Man kann Leuten solche Dinge nicht erzählen. Im medizinischen Kontext gibt es eine sehr breite Palette wertvoller Dinge, die wir den Menschen [möglicherweise] erzählen könnten.

Wir wollen aus mehreren Gründen expandieren. Eins ist Verantwortung. Wir wissen etwas und wollen es den Menschen erzählen können. Der andere Grund ist, dass wir ein Produkt herstellen würden, das viel nützlicher ist, weil es den Menschen nicht nur über Gesundheit und Wohlbefinden, sondern auch speziell über medizinische Fragen informiert.

Dr. Topol: Es ist offensichtlich viel wichtiger, als die meisten Menschen anerkennen. Mit der Zeit beginnen wir zu erkennen, dass dies tatsächlich verdammt groß ist. Tatsächlich zeigt sich ein Großteil der Erblichkeit, die in der DNA-Sequenz fehlte, im Mikrobiom.

Dr. Richman: Ja, das ist sehr wahr.

Forschungskooperationen

Dr. Topol: Es ist ein ziemlich aufregendes Feld. Wohin gehst du damit? Sie haben einen Vertrag mit den Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC), stimmt das?

Dr. Richman: Ja. Wir führen viele Forschungskooperationen durch. das ist einer von ihnen. Wir haben derzeit wahrscheinlich mehr als 100 Kooperationen mit verschiedenen Forschern.

Wir gehen in verschiedene Richtungen. Eine davon ist eine Art "Fitbit für Ihren Darm" für Gesundheit und Wellness. Eine andere Möglichkeit besteht darin, so viel wie möglich an nützlichen Forschungsarbeiten zusammenzuarbeiten. Der dritte ist in diesem Bereich der klinischen Diagnostik. Es gibt viele Unternehmen, die therapeutische Ansätze für das Mikrobiom verfolgen. Es wird mit Sicherheit eine enorme Menge neuer Ansätze für niedermolekulare Medikamente und probiotische Cocktails geben. In diesem Bereich gibt es viel Wert. Das ist nicht unser Ansatz, aber ich denke, dass sowohl auf therapeutischer als auch auf diagnostischer Seite großes Interesse besteht.

Dr. Topol: Sie haben noch nichts veröffentlicht, aber das ist in Arbeit. Ist das richtig?

Dr. Richman: Es ist in Arbeit, ja.

Dr. Topol: Werden Sie irgendwann all diese Zehntausende von Menschen nehmen und diese Daten mit anderen Mikrobiomforschern teilen, damit wir wirklich beschleunigen können?

Dr. Richman: Als wir anfingen, hatten wir viele Debatten darüber. [Mikrobiom-Forschungslabor] American Gut startete zu dieser Zeit. Sie starteten nur ein wenig nach uns. Sie gingen davon aus, dass Ihre Daten im Internet veröffentlicht werden. Der Zweck ihres Projekts ist es, Wissenschaftlern Daten zur Verfügung zu stellen, und wir möchten, dass jeder Wissenschaftler auf der Welt Zugang hat.

Dr. Topol: Open Humans ist ein großes Projekt.

Dr. Richman: Genau. Das war der Ansatz, den sie gewählt haben, und danach haben sie sich Open Humans angeschlossen.

Wir haben diesen absoluten Kompromiss zwischen Datenschutz und wissenschaftlichem Zugang gesehen. Sie können nicht beide gleichzeitig haben. Aus unserer Sicht wollten wir [die Informationen] nicht mit niemandem teilen und wir wollten sie nicht mit allen teilen. Wir wollten etwas in der Mitte, also beschlossen wir, es mit Forschern zu teilen, die mit uns zusammenarbeiten. Wir wissen, wer sie sind [und] was sie tun, und sie haben mit uns eine Forschungsvereinbarung unterzeichnet, die besagt, dass sie es nicht im Internet veröffentlichen, an niemanden verkaufen oder etwas tun, was wir nicht wollen sie zu tun, aber sie können Zugriff haben. Das ist der Mittelweg.

Ich glaube nicht, dass es eine Zeit gibt - ich sollte das wahrscheinlich nicht sagen, denn dann wird es einen guten Grund dafür geben -, aber ich glaube nicht, dass es eine Zeit geben wird, in der wir einfach sagen: "Hier sind Ihre Daten. Sie sind überall im Internet. Tut mir leid, Leute. Sie dachten, sie wären privat, aber jetzt kann jeder auf sie zugreifen."

Dr. Topol: Nehmen wir an, die CDC sagt: "Jessica, wir müssen wissen, ob dies in all Ihren Proben auftaucht." Würden Sie sie dann einhalten?

Dr. Richman: Das hängt natürlich von der Situation ab, aber ich denke schon. Aus diesem Grund stellen wir dies zusammen, damit wir es für Zwecke der öffentlichen Gesundheit verwenden können.

Dr. Topol: Das hört sich gut an. Jedes Mal, wenn es zu einer Störung kommt, sagen viele Leute, dass es schlecht ist. Wie reagieren Sie darauf?

Dr. Richman: Sie sagen, dass es auf verschiedene Weise schlecht ist. Die Leute sagen nicht mehr sehr oft, dass es schlecht ist, weil das Mikrobiom keine Rolle spielt.

Dr. Topol: Ja, wir kommen irgendwie darüber hinweg.

Dr. Richman: Die Leute sagen, dass es schlecht ist, weil die Leute keinen Zugang zu diesen Informationen haben sollten. Ich denke, wir kommen auch irgendwie darüber hinweg.

Dr. Topol: Ich hoffe es.

Dr. Richman: Das hoffe ich auch. Ich denke, dass die Menschen zu Recht besorgt sind, weil dies Bedenken sind, die wir auch teilen, dass die Informationen auf verständliche Weise weitergegeben werden. nützlich; medizinisch relevant, wo das wichtig ist; und reproduzierbar und hat die richtigen Empfindlichkeits- und Spezifitätsparameter. All diese Dinge sind wichtig. Das ist es, was Sie von jeder anderen Technologie erwarten würden, sei es auf der medizinischen Seite mit viel strengeren Standards oder auf der Verbraucherseite für ein umfassenderes Verständnis von Gesundheit und Wohlbefinden in Bezug auf Probiotika und Lebensmittel.

Dr. Topol: Es wird interessant sein zu sehen, wie es weitergeht. Die wichtigsten neuen Richtungen bestehen darin, über diesen anfänglichen Verbraucherpfad hinaus zu versuchen, den von der medizinischen Gemeinschaft festgelegten Weg zu beschreiten. Etwas darüber hinaus?

Dr. Richman: Ich denke, das ist zunächst viel, und danach kommt noch viel. Wir hören ein enormes Interesse der medizinischen Gemeinschaft an dem Mikrobiom. Es gibt einfach keine [Optionen] für Ärzte. Wenn Sie jetzt sagen: "Ich bin ein Arzt, der vom Mikrobiom fasziniert ist. Was mache ich?" [dann] kaufen viele von ihnen Mikrobiom-Kits für Verbraucher, weil sie nicht wissen, was sie sonst tun sollen. Ich denke, dass Ärzte in Zukunft viel mehr Informationen in ihren Praxen verwenden können. Vielleicht spreche ich einfach nicht mit den Ärzten, die sagen, dass das Mikrobiom nicht wichtig ist. Was ich oft höre ist: "Es ist sehr wichtig, ich weiß es ist, aber was mache ich?"

Dr. Topol: Es wird auch von der Qualität Ihrer Berichterstattung abhängen.

Dr. Richman: Richtig.

Dr. Topol: Wie Sie sagten, erhalten Sie detailliertere und potenziell nützlichere Daten. Je größer Ihre Stichprobe ist und nicht weniger das gesamte Feld im Allgemeinen, desto informativer wird sie.

Nun, Jessica, es war wirklich wunderbar, dies mit dir zu besprechen. Vielen Dank, dass Sie die Geschichte Ihrer Karriere und der von uBiome geteilt und uns auf andere Weise nicht nur die Citizen Science, sondern auch den weiteren Weg des Mikrobioms beigebracht haben. Vielen Dank.

Vielen Dank an alle, die sich uns auf Medscape für diese interessante Diskussion mit Jessica Richman angeschlossen haben. Wir freuen uns darauf, Sie bei weiteren Einzelgesprächen auf Medscape begrüßen zu dürfen.