Mikrobiomunk – amelynek része a bélflóra – velünk együtt fejlődik, befolyásolja anyagcserénket, immunrendszerünk funkcióit, hangulatunkat, a betegségekre való hajlamunkat és még egy rakás olyan összetett folyamatot, mint az emlékezet vagy a tanulás. Nem véletlenül szánnak a tudósok annyi időt, energiát és pénzt a kutatásba. És nem is hiába: a tavalyi év különösen termékenynek bizonyult ezen a területen, ugyanis a kutatók kezdik megérteni az összefüggéseket bizonyos baktériumok és egészségügyi állapotok között.
A Scientific American is beszámolt arról a nemzetközi konferenciáról, amelyen az orvostudomány, az immunológia és a mikrobiológia vezető szakemberei nyilvánosságra hozták legújabb felfedezéseiket a gazda-mikroorganizmus kölcsönhatásokról. Összegyűjtöttük a legfontosabb eredményeket.
Mit kell tudni a mikrobiomról?
A mikrobiom azon mikrobák összessége, amelyek velünk, bennünk, rajtunk élnek, táplálnak, védenek és időnként kihasználnak minket. Az emberi szervezetben a sejtekből összeállt szövetek közös ökoszisztémát alkotnak a bennünk élő mikrobákkal, azaz a mikrobiommal. Az ide tartozó baktériumok, vírusok, gombák részt vesznek az emberi szervezet integritását biztosító határok védelmében, nélkülözhetetlen anyagokat állítanak elő és megakadályozzák idegen (és betegségeket okozó) mikroorganizmusok tartós megtelepedését.
Amit pedig bélflóraként emlegetünk, az az emberi (és állati) emésztőrendszerben élő mikroorganizmusok együttese, ami a mikrobiomunk legnagyobb részét alkotja. Ebben a kontextusban „bél”-en a teljes emésztőrendszert értjük, a „flóra” pedig a „mikrobióta”, „mikroflóra” és a „mikrobiom” szinonimája.
A mikrobiom annyira egyedi és személyre szabott, hogy az eltérés az ujjlenyomathoz hasonló azonosításra is alkalmas lehet. A különbség az, hogy a mikrobiom gyorsan változhat, ha az ember új környezetbe kerül vagy antibiotikumot kap, és többnyire visszaváltozik, amikor az utazó hazaérkezik vagy a kúra véget ér. Nem mond ellent a nagy változatosságnak, hogy 2011-ben heidelbergi mikrobiológus kutatók három fő béltípust azonosítottak annak alapján, hogy melyik baktériumcsalád alkotja a benti flóra többségét. Ezek a típusok megtalálhatóak mindegyik földrészen, és egyelőre nem értik, hogy milyen tényezők okozzák a kialakulásukat.
Forrás: Wikipedia
Egyedi bélflórához személyre szabott étrend dukál
A mikrobiom genetikai és immunjelek formájában gyűjt információkat a gazdaszervezettől, amit olyan környezeti tényezők befolyásolnak, mint az életmódunk, az étrendünk vagy a higiéniánk. Egyre több kutatási eredmény utal arra, hogy ezeknek a jeleknek a megzavarása az egerek és az ember szervezetében diszbiózishoz vezet, vagyis felborul a gazdaszervezettel szimbiózisban élő baktériumok egyensúlya, ami különböző betegségeket vált ki. A tudósok számára a legnagyobb kihívás az, hogy megfejtsék a mikrobiom valamennyi kölcsönhatásának molekuláris alapjait annak érdekében, hogy személyre szabott gyógyszereket és étrendet lehessen összeállítani mindenkinek.
Az izraeli Weizman Tudományos Intézet két munkatársa, Eran Segal és Eran Elina öt éve indított útjára egy személyre szabott táplálkozási projektet. A nagyszabású online kezdeményezés célja az volt, hogy feltárják azokat a tényezőket, amelyek befolyásolják a vércukorszint és a különböző ételek viszonyát. A tanulmányba több mint 500 felnőttet vontak be, akiknek összesen kb. 50 ezer étkezését elemezték és mintegy kétmillió glükózszintmérést is ellenőriztek. Eddigi eredményeik azt sugallják, hogy szervezetünknek az ételekre adott reakciói egyénileg eltérnek, ehhez pedig az étrendünknek is alkalmazkodnia kell. A szakértők szerint tehát nem lehet emberek csoportjaira ráhúzni egy adott diétát, a megoldás ennél jóval összetettebb.
„Beleink mikrobiomja sokkal egyedülállóbb, mint gondoltuk. Hosszú távú kutatásaink során személyre szabott táplálkozási ajánlásokat igyekszünk kifejleszteni az elhízás és a cukorbetegség megelőzése érdekében. A világon 78 millió felnőtt számít elhízottnak, a 2-es típusú diabétesz pedig kb. kétmilliárd embert érint, így az emberi történelem legelterjedtebb egészségügyi problémái. A legfontosabb dolgunk tehát a fokozatos átállás lesz a mikrobiom összetételének, valamint a különböző betegségek leírásáról az ok-okozati összefüggések feltárására“ – nyilatkozta a tokiói konferencián Elinav.
Eljött a probiotikumok új hajnala
Régóta az az elképzelés uralja ezt a kutatási területet, hogy a probiotikumok hatása törzsspecifikus. Ez az álláspont azonban egyre inkább megdőlni látszik, ugyanis egyre több vizsgálat mutat rá arra, hogy az élő mikrobák jótékony hatásai a baktériumok szélesebb rétegeinek (fajok és nemzetségek), mintsem egyetlen törzsnek tulajdoníthatók. Több mint 25 év tapasztalattal a háta mögött, Dr. Mary Ellen Sanders, a Dairy & Food Culture Technologies tanácsadója felhívta a figyelmet egy 2012-es metaanalízis eredményeire, amelyben a szakértők a probiotikumoknak az emésztőszervi betegségekre tett hatásait vizsgálták. Az elemzésekbe 158 tanulmányt és több mint 10 ezer beteget vontak be, és valamennyi betegség esetében a probiotikumok kedvező hatását figyelték meg. A lefőbb kérdés tehát az, hogy a probiotikus baktériumok segítségével visszaállítható- e a mikrobióta egyensúlya, vagyis gyógyíthatók-e a diszbiózis okozta betegségek?
Nagy esély van rá
„A bakteriocinek és bakteriofágok nagy népszerűségnek örvendenek - köszönhetően annak, hogy specifikus kórokozókat céloznak meg” – állítja Dr. Colin Hill, a Cork Egyetem mikrobiológus professzora. Kísérletek során kimutatták például, hogy az L.salivarius UCC118 nevű baktériumtörzs megvédi az egereket a Listeria monocytogene élősködő okozta fertőzéssel, a liszteriózissal szemben. Ez a felfedezés pedig azért reménykeltő, mert esélyes, hogy a mikrobióta manipulálásával más fertőzésekkel szemben is megvédhetők a gazdasejtek. Hill és munkatársai szerint a bakteriocinek a mezőgazdaságban is igen fontos szerepet tölthetnek be. Az egyik tanulmány kimutatta, hogy a tőgygyulladással fertőzött marhák tejmirigyeibe kerülő bakteriocintermelő törzsek hatására három napon belül meggyógyultak a beteg állatok. Hill azt is kiemelte, hogy bár az antibiotikumkezelés során és után termelt tej emberi fogyasztásra alkalmatlan, a bakteriocinek segítségével ez a probléma is kiküszöbölhető.
A kórokozók, a mikrobióta és a gazdasejtek közötti kommunikácó
A gasztrointesztinális baktériumok úgynevezett öninduktorok (hormonokhoz hasonló vegyületek) termelésével kommunikálnak egymással. Ezek a vegyületek képezik a sejtek közötti jelátvivő rendszer alapját, ami biztosítja a kórokozó baktériumok számára a biológiai életteret. Dr. Vanessa Sperandino, a Texasi Egyetem munkatársa bemutatta a konferencián legújabb felfedezéseit arról, hogy ezeket a szofisztikált jelátvivő rendszereket hogyan lehetne dekódolni ahhoz, hogy jobban megértsük a patogének, a mikrobióta és a gazdasejtek közötti kommunikációt.
A stresszhelyzetben aktiválódó és a szervezet „küzdj vagy menekülj” üzemmódba kapcsolásában központi szerepet játszó epinefrin és a norepinefrin hormonokról kimutatták már, hogy nagy hatásuk van a gasztrointesztinális funkciókra; és a szakember szerint a patogén baktériumok kihasználják ezeket a jeleket arra, hogy szabályozzák saját fertőzőképességüket. Sőt, a cukorforrásokat is képesek a saját javukra fordítani ezek a lények: Sperandino és munkatársai vizsgálataik során levezették, hogy a hasmenéses fertőzések kialakulásáért felelős enterohaemorrhagiás Escherichia coli (EHEC) hasznosítja a fukóz nevű cukrot, hogy módosítsa saját fertőzőképességét és anyagcseréjét. További vizsgálatokra van azonban szükség, hogy kiderüljön, molekuláris szinten pontosan hogyan is zajlanak ezek a mechanizmusok, és hogy az új felfedezések miképpen járulhatnak hozzá további antimikrobiális stratégiák kifejlesztéséhez – legyen szó újabb probiotikumokról, prebiotikumokról, vakcinákról vagy antibiotikumokról – írja a Scienctific American.
Mi a helyzet az újszülöttek bélflórájával?
Születéskor a bélrendszer még steril, azaz baktérium nem található benne, csak később, a szoptatás révén, a különböző tárgyak szájba vételével, illetve a belégzések során alakul ki a bélflóra. Ahogy a baktériumok elkezdik meghódítani az emésztőrendszerünket, szép lassan egyedi mikrobiális ökoszisztémává fejlődnek. Arra már fény derült, hogy elsőként a bifidobaktériumok telepednek meg az emberi bélrendszerben, az azonban sokáig rejtély maradt, hogy ez pontosan hogyan is történik.
Egy, a Nature Communications című szaklapban tavaly megjelent tanulmányból azonban kiderül, hogy a fukozil-laktóz, az anyatejben lévő egyik szénhidrát központi szerepet játszik a bifidobaktériumok kolonizációjában. A születést követő első hónap alatt a mikrobióta összetételében történő változások megfigyelése során, valamint genomikus elemzésekkel a kutatók azonosítottak egy bakteriális gént, aminek köze van a fukozil-laktóznak a bakteriális sejtekbe való felvételéhez. Ez az első olyan eredmény, ami arra utal, hogy egyetlen bakteriális gén is befolyásolhatja a bélflóra összetételét és a felfedezés új utakat nyithat csecsemőket célzó probiotikumok kifejlesztésében, elősegítve ezzel a porontyok egészséges bélflóráját.
