Bakteriálne zloženie v čreve Aké užitočné je testovacie zdravotnícke odvetvie BW
Hlavná navigácia
Zdá sa, že mikroorganizmy v ľudskom čreve prispievajú k obezite, zápalom, kardiovaskulárnym chorobám, ochoreniam pečene, rakovine a duševným poruchám. Testy stolice na analýzu črevnej flóry sú na internete dostupné od 130 eur vrátane individuálnych stravovacích odporúčaní. S prof. Dr. Nisar Malek z univerzity v Tübingene hovoril o tom, aké užitočné sú také analýzy mikrobiómov.
Profesor Malek, odhaduje sa, že jeden gram ľudských výkalov obsahuje asi 100 miliárd baktérií. Ako sa identifikujú rôzne druhy baktérií pri vyšetreniach vzoriek stolice?
Predpokladám, že väčšina predajcov bude analyzovať 16S rRNA gén baktérie, ktorý sa u jednotlivých druhov mierne líši. Analýza vám povie, koľko rôznych baktérií sa nachádza v stolici navzájom. Nejde o hlbokú genetickú analýzu, ktorá by skutočne analyzovala enzymatickú úpravu črevných baktérií.
Nemecká spoločnosť pre gastroenterológiu, tráviace a metabolické choroby (DGVS) popísala analýzy mikrobiómov, ktoré sa ponúkajú na internete, ako „nákladné a zbytočné“ 1. Ako člen poradnej rady DGVS, čo si o tom osobne myslíte?
Zdieľam názor na sto percent. Analýza v súčasnosti neposkytuje žiadne náznaky špecifických chorôb, ani neexistujú spoľahlivé metódy následnej zmeny zloženia črevných baktérií takým spôsobom, aby z toho mohli mať prospech postihnutí. V súčasnosti mikrobiómové analýzy nehrajú úlohu ani v prevencii, ani v terapii.
Prečo možno z mikrobiómovej analýzy pre jednotlivca odvodiť tak málo?
Zloženie mikrobiómu sa znovu a znovu mení, napríklad stravou alebo určitými životnými podmienkami. Ak zvyšujete alebo znižujete množstvo bielkovín, tukov alebo vlákniny v strave, ovplyvňuje to mikrobióm. Je veľmi ťažké povedať, či príznaky choroby, ktoré spozorujete, skutočne súvisia so vzťahom medzi črevnými baktériami. Okrem toho momentálne nemôžeme presne povedať, ktoré črevné baktérie budú mať pozitívny účinok a ktoré naopak negatívny.
Nie je to tak, že vedci majú podozrenie na súvislosť medzi zložením mikrobiómu - mikroorganizmami, ktoré žijú v nás a na nás - a určitými chorobami?
Z pokusov na myšiach a tiež z niektorých štúdií na ľuďoch samozrejme existujú dôkazy, že určité baktérie môžu mať za určitých podmienok pozitívny účinok. Ale ani zďaleka si nehovoríme: Jedzte to alebo tamto a vy zmeníte tú či onú baktériu a tá má ten či onen efekt! Myslím si, že je to úplne nepodložené.
Prečo je tu mikrobiálny výskum ešte len v začiatkoch?
Zatiaľ sa nám nepodarilo vypestovať veľa črevných baktérií v laboratóriu. Preto sme dlho nevedeli, čo žije v črevách. Bol to určite veľký krok vpred, že teraz môžeme analyzovať mikrobióm aj vďaka možnostiam vysoko výkonného sekvenovania detekciou zodpovedajúcich genetických sekvencií rôznych baktérií. Problém je však v tom, že mikrobióm je u každého človeka variabilný a je regulovaný mnohými vonkajšími vplyvmi. To sťažuje vytvorenie kontrolovaných podmienok na skutočné odvodenie vzťahu príčin a následkov. V súčasnosti sa snažíme získať viac informácií od nového ústavu pre výskum mikrobiómov a rakoviny tu v Tübingene o tom, ako napríklad zmeny v mikrobióme a metabolizme ovplyvňujú vývoj nádorov.
Myslíte takzvaný výskumný ústav M3, ktorý v roku 2017 financovala spolková vláda, štát Bádensko-Württembersko a lekárska fakulta sumou 55 miliónov eur a v súčasnosti sa stavia v blízkosti univerzitnej kliniky 2. ?
Súhlasím. M3 je skratka pre výrazy „malignita“, tj zhubné nádory, „metabolome“, ktorý popisuje súhrn produktov metabolizmu, a „mikrobióm“.
Čo teraz vieme o súvislosti medzi rakovinou, metabolickými produktmi a mikrobiómom?
Mikrobióm pomáha určovať mnoho rôznych procesov v ľudskom tele. V tejto súvislosti je pre nás obzvlášť zaujímavé vstrebávanie a využitie živín cez črevo. V závislosti od zloženia črevných baktérií sa napríklad tuky metabolizujú odlišne. Výsledné metabolity sa najskôr dostanú do pečene z čreva cez portálnu žilu. Môžu viesť k tukovým ochoreniam pečene a dokonca k rakovine pečene.
Poznáte viac príkladov?
Určité mastné kyseliny s krátkym reťazcom, ktoré niektoré baktérie produkujú z potravy, môžu tiež priamo poškodiť bunky črevného epitelu. Ukázalo sa, že metabolizmus tukov môže prispievať k rakovine hrubého čreva. Zdá sa, že na gynekologické nádory má vplyv aj zloženie mikrobiómu. Okrem toho v súčasnosti existujú veľmi dobré údaje o tom, že vplyv imunoterapie na rakovinu rozhodujúcim spôsobom ovplyvňuje aj črevný mikrobióm.
Ako mieni 18 plánovaných výskumných skupín Inštitútu M3 podrobnejšie preskúmať spojenie medzi mikrobiómom a rakovinou?
Môžeme napríklad kolonizovať myši bez zárodkov určitými kmeňmi baktérií v čreve a potom merať účinky na metabolizmus zložiek potravy. Tieto experimenty sa dajú kombinovať s fyzickou aktivitou myší, s diabetickou metabolickou situáciou atď. To znamená, že môžeme skúmať vplyv mikrobiómu, genetické zloženie hostiteľa a vplyvy prostredia na metabolizmus a najmä na vývoj nádorov, napríklad v pečeni, črevách alebo prsiach, vo veľmi kontrolovanom prostredí, a to aj s použitím geneticky modifikovaných kmeňov myší. . To nám umožňuje dokázať vzťahy medzi príčinami a následkami a robiť to reprodukovateľným spôsobom.
Okrem analýz mikrobiómov u myší sa používajú aj iné metódy?
Áno, vyšetrenie metabolických produktov je pre nás veľmi dôležité. Za týmto účelom tiež zriadime zodpovedajúce základné zariadenie. Vieme, že napríklad v lipidovom metabolizme myší, ale aj ľudí, je známych iba asi 20 percent metabolitov. Nepoznáme ani tých zvyšných. A určite má veľký vplyv na metabolické procesy, prenos signálu a podobne. Je to trochu terra incognita. Budeme mať tiež zobrazovacie techniky, ktoré nám umožnia veľmi pozorne študovať priebeh nádorových chorôb u myší. Okrem toho bioinformatici a matematici použijú výsledky z laboratória na zostavenie matematických modelov komplexného celkového systému. Mali by nám pomôcť nájsť správne spôsoby, ako ovplyvniť systém.
Plánujú sa aj klinické štúdie?
Dúfajme, že sa to prejaví na základe týchto výsledkov. Hlavným cieľom je, aby sme v M3 robili základný aj translačný výskum. A z toho sa snažíme identifikovať prístupy pre cielené terapie, ktoré môžeme testovať v klinických štúdiách. Veľkou výzvou je modulovať mikrobióm v klinických štúdiách reprodukovateľným a stabilným spôsobom - ako u myšieho modelu, a preukázať, že môžeme dosiahnuť účinok zmenou zloženia črevných baktérií. Ale nemyslím si, že tento druh komplexnej modulácie mikrobiómov bude budúcnosť.
Akú terapiu máte namiesto toho na mysli?
Myslím si, že sa pohybujeme viac smerom prokaryotickej farmakológie, teda bakteriálnej farmakológie. Identifikáciou metabolitov a účinných látok, ktoré sa vytvárajú v čreve pod vplyvom mikrobiómu, sa nám dostane do rúk množstvo chemických látok. Toto budeme môcť využiť na ovplyvnenie chorôb, ako je cukrovka, rakovina alebo degeneratívne choroby. Toto je miesto, kam cesta vedie skôr než prostredníctvom mikrobiómovej analýzy a manipulácie.