Rozdílné složení mikrobů na povrchu těla každého z nás by mohlo pomáhat kriminalistům

Kasaře Balabána z povídky Karla Čapka prozradil otisk zubní protézy, kterou si při otvírání sejfu na chvíli odložil na zaprášený psací stůl. Už brzy by mohly usvědčovat pachatele bakterie, které po sobě zanechali na místě činu. Přibudou do arzenálu kriminalistů k otiskům prstů a „otiskům“ DNA také „mikrobiální otisky“?

Náš organismus hostí desetkrát více bakterií, než kolik je v něm lidských buněk. Mikrobi patří k tisícům druhů a máme je úplně všude – od nitra střeva až po povrch oka. Tenhle mikrobiální „náklad“ snadno uneseme jen díky tomu, že bakterie jsou mnohem menší než buňky lidského těla a všechny dohromady váží necelé dva kilogramy.

Odvádějí pro nás tak důležitou práci, že je někteří odborníci považují za funkční součást lidského organismu. Pomáhají s trávením, s rozvojem imunity, chrání nás před infekcemi. Kolekce mikrobů jednotlivých lidí, tzv. mikrobiomy, se navzájem podobají, ale přitom má každý z nás skladbu tělních bakterií trochu jinou. Mohl by profil mikrobiomu posloužit k identifikaci osob?

Kriminalisté chtějí využít faktu, že kudy chodíme, tudy své bakteriální podnájemníky trousíme. Už před pěti lety tým Noaha Fierera z Washingtonovy univerzity v St. Louis prokázal, že bakterie z našich prstů ulpívají na klávesnicích a myších osobních počítačů a vydrží tam nejméně dva týdny. Porovnáním bakterií z rukou jednotlivých úředníků s bakteriemi na klávesnicích dokázali vědci určit, kdo s kterým počítačem pracuje.

Telefonní mikrobiom

Tým vedený Simonem Laxem z Chicagské univerzity ověřil vy užití analýz mikrobiomu pro kriminalistické účely. Pachatel může být dopaden i dlouho poté, co nechal na místě činu svůj „bakteriální otisk“. Mohla by se skladba jeho mikrobiomu mezitím změnit natolik, že už by ho starý otisk nedokázal usvědčit?

Lax se jeho spolupracovníci sledovali změny v bakteriích na povrchu chytrých telefonů hned u několika dobrovolníků. Jednotlivé druhy mikrobů určovali analýzami druhově jedinečných úseků bakteriální dědičné informace.

Ze studie publikované ve vědeckém časopise Microbiome vyplývá, že skladba mikrobiomu sice kolísá, ale dlouhodobě zůstává poměrně stabilní. Z bakterií na telefonu se tak dá s poměrně velkou spolehlivostí určit, kdo jej používal.

Lax a spol. také testovali, zda by mikrobi neprozradili, kde člověk před nedávnou dobou pobýval. Sbírali vzorky z podlahy a podrážek bot dobrovolníků a identifikovali na nich spektrum bakterií. Stopování pomocí bakterií se ale příliš neosvědčilo. „Obrat“ mikrobů na podrážkách je příliš vysoký.

Co skrývají a odhalují databáze mikrobiomů

Skutečnost, že každý člověk má trochu jiný mikrobiom a nosí si jej jako „bakteriální otisk“ po značnou část života, znepokojuje odborníky zabývající se ochranou osobních údajů. Řada údajů o mikrobiomech jednotlivých lidí je anonymně zveřejněna v nejrůznějších databázích.

Co všechno se z nich dá vyčíst o soukromí konkrétního člověka? Na tuhle otázku odpovídá studie bioinformatiků pod vedením Curtise Huttenhowera z bostonské Harvard T. H. Chan School of Public Health. Vědci vytvořili speciální algoritmus a s jeho pomocí vybírali ze záplavy údajů o dědičné informaci bakterií žijících v těle konkrétního člověka takové parametry, jejichž kombinace mikrobiom reprezentuje a může sloužit jako jakýsi mikrobiální otisk.

Vědci byli nuceni ke kompromisu. Na jedné straně nechtěli používat příliš mnoho parametrů mikrobiomu, protože to by práci s „otiskem“ komplikovalo. Na druhé straně ale potřebovali otisk tak komplexní, aby s ním dokázali spolehlivě odlišit mikrobiomy různých lidí.

Pro otestování algoritmu si vědci vybrali „otisky“ 120 lidí, jejichž mikrobiomy byly pomocí analýz dědičné informace bakterií prozkoumány hned několikrát po sobě s prodlevou jednoho až deseti měsíců. Ukázalo se, že „otisk“ střevních bakterií je celkem stabilní a pro účely identifikace se dobře hodí. Huttenhowerův tým uspěl v 80 procentech případů, přičemž se nestalo, že by vědci na základě „otisku“ přiřkli mikrobiom nesprávnému člověku. Při porovnávání bakteriálních „otisků“ z jiných částí těla, například z kůže nebo ústní sliznice, však klesla úspěšnost identifikace na 30 procent.

Obavy ze vpádu do soukromí

Studie Huttenhowerova týmu publikovaná ve vědeckém časopise Proceedings of the National Academy of Sciences vyvolala rozsáhlou diskusi o rizicích zneužití bakteriálních otisků k identifikaci osob. Z dat o mikrobiomu lze získat například údaje o zdravotním stavu, skladbě jídelníčku nebo etnické příslušnosti. Z veřejně dostupných databází může citlivé osobní údaje jednotlivých lidí získávat prakticky kdokoli.

Zatím je velmi obtížné zjistit, komu konkrétně veřejně dostupná data o mikrobiomu patří. Postupem času to nemusí představovat tak velký problém. Zvláště když se ukazuje, že se do DNA bakterií z mikrobiomu často přimísí i DNA jejich lidského hostitele. Potom se v datech o DNA mikrobů ukrývají i údaje o některých částech DNA člověka. Jsou mezi nimi dokonce úseky, které se vy užívají k sestavení „otisku“ DNA při identifikaci osob v kriminalistice nebo při sporech o otcovství.

V těchto případech by bylo přiřčení mikrobiomu konkrétnímu člověku výrazně jednodušší. Identifikovat majitele genomů anonymně zveřejněných v běžně dostupných databázích dokázal bioinformatik Yaniv Erlich z newyorského Genome Center už před dvěma roky.

Mikrobiální „otisky“ slibují účinnější boj se zločinem a terorismem. Pokud se uplatní, je třeba nastavit taková pravidla k jejich využívání, aby nemohly být zneužity pro vpád do soukromí obyčejných lidí. „Nemyslím si, že by obavy v tomto ohledu byly přehnané,“ říká k tomu bioetička Amy McGuireová z Baylor College of Medicine v americkém Houstonu.

Autor je profesorem České zemědělské univerzity a pracuje ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Praze-Uhříněvsi

LN, 20.5.2015