Kiekvieno žmogaus organizme gyvenančių bakterijų, archėjų, grybelių ir virusų visuma, bendrai vadinama mikrobioma, yra labai skirtinga. Įdomu tai, kad tie skirtumai gali turėti didelės įtakos fizinei ir psichikos sveikatai.
Europoje labai daug dėmesio skiriama pastangoms daugiau sužinoti, kaip mikrobioma susijusi su lėtinėmis ligomis, tokiomis kaip diabetas, uždegiminės žarnyno ligos ir nutukimas, nes tai gali padėti gydyti su amžiumi susijusias ligas.
„Šią sistemą reikia nagrinėti kaip sudėtingą visumą, tokią, kokia ji egzistuoja gamtoje, užuot laboratorijoje tyrinėjus tik atskiras padermes arba kelis mikrobus“, – aiškino Paulas Wilmes, Liuksemburgo universiteto mikrobų ekologijos profesorius.
Valgydami žmonės maitina iš esmės gerybinių jų žarnyne gyvenančių mikrobų zoologijos sodą. Savo ruožtu, mikrobioma turi įtakos žmogaus sveikatai, generuodama nuolatinį molekulių srautą; kai kurios iš jų daro poveikį imuninei sistemai ir padeda ją reguliuoti.
P. Wilmes vadovauja mokslinių tyrimų projektui, kuriam buvo skirtas ES finansavimas skirtumų tarp sveikų ir sergančių žmonių tyrimams paremti. Penkerių metų trukmės iniciatyva ExpoBiome, kuri bus vykdoma iki 2025 m. spalio mėnesio, skirta bakterijoms ir grybeliams, dalyvaujantiems susirgimų procesuose, identifikuoti.
Ypatingas dėmesys skiriamas Parkinsono ligai ir reumatoidiniam artritui.
Žarnyno mikrobioma yra didžiausia ir svarbiausia mikrobų bendruomenė žmogaus organizme.
Ši bendruomenė nuolat, labai sudėtingais būdais „bendrauja“ su ląstelėmis, tokiomis kaip kepenų ir smegenų ląstelės. Sąveika su dar nežinomomis mikrobų molekulėmis atskleidžia stebinančius ryšius su gerai žinomomis ligomis.
Parkinsono ligos mįslė
Pavyzdžiui, Parkinsono liga yra nervų sistemos sutrikimas, sukeliantis nekontroliuojamą drebėjimą ir pusiausvyros bei koordinacijos sunkumus.
Nors Parkinsono liga laikoma smegenų veiklos sutrikimu, pasak P. Wilmes, žarnyne galima rasti ankstyvųjų požymių, liudijančių, kad kažkas negerai.
„Šios ligos molekuliniai žymenys žarnyno nervų ląstelėse atsiranda labai anksti, gerokai prieš pasireiškiant tipiniams simptomams, įskaitant judėjimo problemas“, – pasakojo jis.
P. Wilmes teigimu, visiškai tikėtina, kad žarnyne atsirandančios bakterijos gali sužadinti įvykių grandinę, kuri ilgainiui pasiekia smegenis arba pablogina ligos eigą, galbūt dėl sustiprėjusio uždegiminio proceso.
Kita vertus, mikrobiomos pokyčiai gali būti Parkinsono ligos pasekmė, o ne priežastis.
Kad ir kaip ten būtų, vykdomi moksliniai tyrimai gali padėti gydytojams diagnozuoti šią ligą kai kuriems pacientams anksčiau arba pradėti intervenciją prieš pasireiškiant sunkesniems simptomams.
Sveika ir nesveika mikrobioma
P. Wilmes, kuris savo karjerą pradėjo nuo mikrobų tyrinėjimo aplinkoje, o vėliau susidomėjo žmogaus organizme gyvenančiais mikrobais, dabar lygina mikrobiomos mėginius, gautus iš sveikų ir sergančių žmonių.
„Tam tikros mitybos ir vartojamų antibiotikų derinys gali turėti įtakos tam, kad žarnyno mikrobų bendruomenėje atsiranda mikroorganizmų grupė, kuri, pavyzdžiui, būdinga sergantiesiems Parkinsono liga“, – aiškino jis.
P. Wilmes taip pat tyrinėja, kokią įtaką žarnynas turi reumatoidiniam artritui – autoimuninei ir uždegiminei ligai, kuri pasireiškia tuo, kad imuninė sistema atakuoja paciento sąnarius.
Kokį konkretų vaidmenį tie mikroorganizmai atlieka esant šiai ligai, kol kas yra paslaptis, kurią jis mėgina atskleisti.
„Gali būti, kad mikrobiomos molekulė arba tam tikras jų derinys sužadina pradinį priešuždegiminį atsaką, kuris paskui tampa nekontroliuojamas“, – sakė P. Wilmes.
Žarnyno tapatybė
Kaip teigia Europos molekulinės biologijos laboratorijos specialistai, trečdalis žarnyne esančių mikroorganizmų – žarnyno mikrobiota – būdinga daugeliui žmonių; kiti du trečdaliai yra būdingi kiekvienam konkrečiam žmogui.
Kitaip tariant, žmogaus žarnyno mikrobiota yra savotiška tapatybės kortelė.
Viliamasi, kad ateityje pacientų mikrobioma bus iškoduojama reguliariai, jiems apsilankius pas gydytoją arba patekus į ligoninę.
„Vykdomi tūkstančiai klinikinių tyrimų, kuriuose bandoma nustatyti ryšį tarp mikrobiomos ir įvairių skirtingų ligų“, – pasakojo Walidas Hanna, belgų startuolio „Perseus Biomics“ vadovas.
Vykdant šį darbą būtina atlikti DNR sekoskaitą, nes tai leidžia išsiaiškinti, kurių mikrobų padermių yra žarnyne.
W. Hanna ir jo komanda dalyvauja dvejų metų trukmės projekte Perseus MAP, kuriam 24 mėnesiams (iki 2023 m. rugsėjo mėnesio) buvo skirtas ES finansavimas pacientų mikrobiomai analizuoti pigesniu ir greitesniu būdu, nei leidžia dabartinės technologijos.
Jų taikoma strategija leidžia sumažinti DNR, kurią reikia iškoduoti, kiekį – DNR sekos ženklinamos fluorescentiniais žymenimis, tada, naudojant automatinį mikroskopą, generuoti šviesos deriniai lyginami su 15 tūkstančių mikrobų atmainų duomenų baze.
Šis būdas sudarys galimybę iškoduoti iš paciento išmatų arba ląstelių mėginio išgautą DNR per 72 valandas.
„Daugybė šiuo metu naudojamų sekoskaitos technologijų užtrunka kelias savaites, kol gaunami rezultatai apie pacientų mikrobiomą“, – aiškino dvidešimties metų patirtį medicinos technologijų srityje turintis W. Hanna.
Galutinis tikslas – spausdintuvo dydžio aparatas, kuris leistų greitai pateikti rezultatus mokslininkams, farmacijos įmonėms, individualizuotos mitybos paslaugas teikiančioms įmonėms ir ligoninėms.
Pasak W. Hannos, naujoji profiliavimo sistema „DynaMAP™“ turėtų pasirodyti rinkoje 2024 m. pabaigoje.
„Perseus MAP“ technologija mikrobiomos profiliavimą padarys kur kas prieinamesnį ir gal net padės medicinos specialistams lėtines ligas aptikti prieš joms pradedant progresuoti.
Mitybos pamokos
Tai, kokio tipo mikrobai yra žarnyne, priklauso nuo to, ką žmogus valgo.
Tai reiškia, kad žarnyno mikrobiomos problemas galima spręsti ne tik vaistais, bet ir mityba, kaip teigia P. Wilmes iš „ExpoBiome“ projekto.
Valgant daug smarkiai apdoroto maisto arba maisto, kuriame gausu rafinuoto cukraus, organizme padaugėja greitai besidauginančių mikroorganizmų, neretai siejamų su ligų sukėlimu.
„Didžioji dalis mūsų organizmui naudingų mikroorganizmų auga lėtai“, – aiškino P. Wilmes.
Todėl reikėtų rinktis maisto produktus, kurie naudingi tiems lėtai augantiems mikroorganizmams, pavyzdžiui, augalinio pagrindo Viduržemio jūros regiono mitybą, kai vartojama daug grūdų, daržovių, vaisių, alyvuogių aliejaus ir kurioje gausu antioksidantų, maistinių skaidulų bei vitaminų.
Reumatoidinio artrito atveju radikalūs valgymo įpročių pokyčiai, tokie kaip pasninkavimas, gali atkurti pacientų mikrobiomą ir paskatinti ligos remisiją.
Analizuodamas DNR sekas iš paciento žarnyno mikrobiomos P. Wilmes aiškinasi, kokios rūšies mikrobai būdingi sergant Parkinsono liga ir reumatoidiniu artritu.
Šis darbas padės nustatyti, kurios molekulės dalyvauja sužadinant ligas arba organizmui nuo jų saugantis, todėl bus lengviau tas ligas diagnozuoti ir gydyti.
„Mums reikia išsiaiškinti, kaip atrodo sveikų molekulių visuma mūsų žarnyne ir kaip galime išvengti pokyčių, kurie sukelia ligas“, – sakė P. Wilmes.
Šis straipsnis pirmą kartą buvo publikuotas ES mokslinių tyrimų ir inovacijų žurnale „Horizon“.
