Του Alexandre Almeida Principal Investigator, University of Cambridge, The Conversation.
Το σώμα μας δεν είναι απλώς ανθρώπινο -φιλοξενεί τρισεκατομμύρια μικροοργανισμούς που βρίσκονται μέσα ή πάνω μας. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν περισσότερα μικρόβια στο έντερό μας από ό,τι τα άστρα στον Γαλαξία μας. Αυτά τα μικρόβια είναι απαραίτητα για την ανθρώπινη υγεία, αλλά οι επιστήμονες εξακολουθούν να προσπαθούν να καταλάβουν ακριβώς τι κάνουν και πώς βοηθούν.
Σε μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Nature Microbiology, οι συνάδελφοί μου και εγώ διερευνήσαμε πώς ορισμένα βακτήρια του εντέρου μπορούν να μας προστατεύσουν από άλλα επιβλαβή και συγκεκριμένα από μια ομάδα γνωστή ως Enterobacteriaceae. Αυτά τα βακτήρια περιλαμβάνουν είδη όπως το Escherichia coli (E coli). Αυτό είναι συνήθως ακίνδυνο σε μικρές ποσότητες, αλλά μπορεί να προκαλέσει λοιμώξεις και άλλα προβλήματα υγείας εάν αναπτυχθεί υπερβολικά.
Διαπιστώσαμε ότι το περιβάλλον του εντέρου μας -που διαμορφώνεται από παράγοντες όπως η διατροφή- παίζει μεγάλο ρόλο στον έλεγχο των δυνητικά επιβλαβών βακτηρίων. Για να καταλήξουμε σε αυτό το συμπέρασμα, αναλύσαμε πάνω από 12.000 δείγματα κοπράνων από ανθρώπους σε 45 χώρες. Χρησιμοποιώντας τεχνολογίες αλληλούχισης DNA, καταφέραμε να εντοπίσουμε και να ποσοτικοποιήσουμε τα μικρόβια που ανιχνεύθηκαν σε κάθε δείγμα. Διαπιστώσαμε ότι η σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου σε άτομα με Enterobacteriaceae ήταν θεμελιωδώς διαφορετική από εκείνα που δεν είχαν. Αναλύοντας αυτά τα μικρόβια και τα γονίδιά τους, μπορούσαμε να προβλέψουμε με ακρίβεια (περίπου 80% των περιπτώσεων) εάν κάποιος είχε Enterobacteriaceae στο έντερό του. Αυτό μας έδειξε ότι οι τύποι βακτηρίων στο έντερό μας συνδέονται στενά με το εάν τα επιβλαβή είδη μπορούν να κυριαρχήσουν.
Εξετάζοντας περαιτέρω, ανακαλύψαμε δύο ομάδες βακτηρίων: αυτά που άκμασαν παράλληλα με τα Enterobacteriaceae (οι λεγόμενοι «συν-αποικιστές») και αυτά που σπάνια βρίσκονταν μαζί («συν-αποκλειστές»). Ένας τύπος βακτηρίου συν-αποκλεισμού, που ονομάζεται Faecalibacterium, ξεχώρισε ως ιδιαίτερα σημαντικός. Παράγει χημικές ουσίες που ονομάζονται λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας διασπώντας μια ποικιλία φυτικών ινών στη διατροφή μας. Αυτό με τη σειρά του μπορεί να σταματήσει την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων όπως τα Enterobacteriaceae.
Η παρουσία αυτών των λιπαρών οξέων ήταν ένα από τα ισχυρότερα σήματα που παρατηρήσαμε μεταξύ των συν-αποκλειστών και των συν-αποικιστών. Έχουν επίσης εμπλακεί στο παρελθόν σε ένα ευρύ φάσμα οφελών για την υγεία, όπως η μειωμένη φλεγμονή και η βελτιωμένη λειτουργία του εντέρου.
Μια άλλη ενδιαφέρουσα παρατήρηση από τη μελέτη μας ήταν ότι οι συν-αποικιστές (βακτήρια που ζουν μαζί με τα Enterobacteriaceae) ήταν πιο προσαρμόσιμοι. Είχαν ποικίλες ικανότητες να διασπούν διαφορετικά θρεπτικά συστατικά και ήταν σε θέση να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα που ταιριάζουν επίσης στα Enterobacteriaceae. Αυτό ήταν ιδιαίτερα εκπληκτικό, καθώς προηγούμενες μελέτες σε ποντίκια έχουν υποστηρίξει ότι τα βακτήρια που τρώνε τα ίδια είδη τροφών και θρεπτικών συστατικών θα δυσκολεύονταν να ζήσουν μαζί στο έντερο. Αυτό υπογράμμισε για άλλη μια φορά το γεγονός ότι οι περιβαλλοντικές συνθήκες του εντέρου (θρεπτικά συστατικά, pH, επίπεδο οξυγόνου) είναι οι κύριοι παράγοντες που καθορίζουν εάν ένα άτομο θα αποικιστεί ή όχι από Enterobacteriaceae στο έντερό του.
Πιο αποτελεσματικά από τα προβιοτικά
Τα ευρήματά μας θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέους τρόπους πρόληψης και θεραπείας λοιμώξεων χωρίς αντιβιοτικά. Για παράδειγμα, αντί να σκοτώνουμε απευθείας τα επιβλαβή βακτήρια (τα οποία μπορούν επίσης να βλάψουν τα καλά βακτήρια), θα μπορούσαμε να ενισχύσουμε τους συν-αποκλειστές ή να δημιουργήσουμε δίαιτες που υποστηρίζουν την ανάπτυξή τους.
Αυτή η στρατηγική μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική από την άμεση λήψη προβιοτικών, καθώς τα νέα βακτήρια που προστίθενται στον εντερικό σωλήνα έχουν αποδειχθεί προηγουμένως ότι ζουν μόνο για περιορισμένο χρονικό διάστημα στο έντερο. Θα μπορούσαμε επίσης να στοχεύσουμε σε συγκεκριμένες οδούς που χρησιμοποιούν τα επιβλαβή βακτήρια για να επιβιώσουν, καθιστώντας τα λιγότερο απειλητικά.
Ενώ η έρευνά μας παρέχει νέες και σημαντικές γνώσεις, υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε. Πολλές περιοχές, συμπεριλαμβανομένων τμημάτων της Νότιας Αμερικής και της Αφρικής, υποεκπροσωπούνται στις μελέτες του μικροβιώματος. Αυτό περιορίζει την κατανόησή μας για το πώς ποικίλλουν τα βακτήρια του εντέρου μεταξύ διαφορετικών πληθυσμών.
Η μελλοντική έρευνα θα ενσωματώσει πρόσθετα εργαλεία, όπως η μεταβολομική (μελέτη χημικών ουσιών που παράγουν τα μικρόβια) και η μεταγραφομική (μελέτη του τρόπου ενεργοποίησης των γονιδίων), για να δημιουργήσει μια σαφέστερη εικόνα για το πώς λειτουργεί το οικοσύστημα του εντέρου προς όφελος της υγείας μας.
Επιπλέον, τα επόμενα βήματα θα πρέπει να επικεντρωθούν στον σχεδιασμό μελετών για να ελέγξουν εάν συγκεκριμένοι τύποι δίαιτας (για παράδειγμα, υψηλής περιεκτικότητας σε φυτικές ίνες έναντι χαμηλής περιεκτικότητας σε φυτικές ίνες) επηρεάζουν τη συχνότητα εμφάνισης δυνητικά επιβλαβών βακτηρίων και άλλων ασθενειών μακροπρόθεσμα. Κατανοώντας καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο τα μικρόβια αλληλεπιδρούν και επικοινωνούν στο έντερό μας, μπορούμε να αναπτύξουμε πιο ακριβείς, μη αντιβιοτικές θεραπείες για την προστασία από λοιμώξεις στο μέλλον.
