Kedves Húgom! ‒ A test mikrobiális kertje

Az orvosi ökológiának nevezett irányzat hívei a válogatás nélküli „mészárlás” helyett a test mikrobiális vadonjának kertészeiként igyekeznek tevékenykedni.

Kedves Húgom! ‒ A test mikrobiális kertje

1. oldal

Az orvosok évszázadok óta küzdenek a baktériumok ellen, újabb és újabb antibiotikumokat vetve be fegyverként. Ez a szemléletmód azonban mostanában változni látszik, ahogy a kutatók egyre többet tudnak meg arról a 100 billió mikrobáról, amely szervezetünk részét képezi. Julie Segre, az Egyesült Államok Humán Genom Kutatóintézetének munkatársa szerint legfőbb ideje felhagyni a katonai nyelvezet használatával, ami a testünkben élő baktériumokat illeti. „Ezek a mikrobák velünk együtt fejlődtek ki, és nagy szerepet vállalnak testünk egészségének megtartásában” ‒ mondja a kutató.

Az új irányzatnak már neve is: orvosi ökológia. Ennek keretében a tudósok a válogatás nélküli „mészárlás” helyett a mikrobiális vadon menedzsereiként igyekeznek tevékenykedni. Persze egyelőre senki sem akar végleg szakítani az antibiotikumokkal, de a szakértők abban reménykednek a testünkön és azon belül található láthatatlan ökoszisztéma gondozása révén előbb-utóbb más lehetőségek is felbukkannak a fertőző betegségek kezelésére, lehetőleg olyanok, amelyek saját mikrobáinkra kevésbé végzetesek. És a mikrobiomnak nevezett népes kollektíva nevelgetése révén talán olyan egészségügyi problémákra is megoldást találhatunk, amelyeknek látszólag semmi közük a baktériumokhoz, mint például az elhízás vagy a diabétesz.

Több mint kétszáz kutató ‒ köztük Julie Segre ‒ közös munkája nyomán nemrégiben nyilvánosságra került az emberi mikrobiom eddigi legrészletesebb leírása. A Humán Mikrobiom Projekt során 242 egészséges embert vetettek alá rendszeres vizsgálatoknak két éven keresztül. A tudósok szekvenálták a programban résztvevők testének 15 különböző régiójából begyűjtött baktériumok genetikai anyagát, így összesen több mint 5 millió különféle gént írtak le.

A projekt és az ehhez hasonló kutatások révén fény derül arra, hogyan formálják ezek az aprócska „lakók” szervezetünk mindennapi életét, a születéstől a halálig. Számos kutatás foglalkozott az elmúlt időszakban azzal, hogy hogyan biztosítják az anyák gyermekeik egészséges fejlődését mikrobiomjuk összetételének befolyásolása révén. Kjersti Aagaard-Tillery, a Baylor Orvostudományi Egyetem szülészorvosa például a terhes nők hüvelyének bakteriális világát vizsgálta. A kutatás megkezdése előtt abban a hitben volt, hogy a mikrobák összetételében nem mutatkozik nagy különbség függetlenül attól, hogy várandós vagy sem a vizsgált alany.

„Ennek pont az ellenkezőjét sikerült bizonyítani” ‒ mondja. Az első trimeszter során a baktériumok soraiban jelentős változások lépnek fel: egyes, addig tömegesen jelenlevő fajták ritkává válnak, más, korábban alig felbukkanók pedig elszaporodnak. A dominánssá váló fajok egyike a Lactobacillus johnsonii nevű mikroba. Ez általában a bélflóra részét képezi, és olyan enzimeket termel, amelyek elősegítik a tej megemésztését. Aagaard-Tillery elmélete szerint a hüvely megváltozott környezete segíti elő ezen baktériumok elszaporodásának, és ahogy a szülés során a baba közvetlen kapcsolatba kerül a mikrobákkal, egyes egyedek bekerülnek a szervezetébe. A kutató úgy véli, hogy ez a bakteriális „beoltás” nagyon fontos lépés az újszülött emésztőrendszerének előkészítésében, és különösen az első napokban fokozottan segíti az anyatej lebontását.

A baba mikrobiomja aztán az anyatejes táplálás ideje alatt tovább gyarapodik. Katherine M. Hunt, az Idahói Egyetem kutatója és kollégái szoptatós anyákat vizsgáltak. Eredményeik alapján az anyatej csaknem 600 különféle baktériumfajt tartalmaz, valamint olyan oligoszacharid típusú cukrokat is, amelyeket a csecsemő nem tud lebontani. A kutatók szerint ezek a cukrok egyes jótékony bélbaktériumok táptalajaként szolgálnak a baba szervezetében. És minél magasabb a szervezet szempontjából jónak számító baktériumok mennyisége, annál nehezebben telepednek meg a kártékony fajok. 

2. oldal

Ahogy a gyermek növekszik, mikrobiomja is egyre összetettebb lesz ökológiailag, és nekilát egyik fontos feladatának: az immunrendszer „trenírozásának”. Ha a mikrobiommal ezzel a szakaszban valami történik, akkor azt az immunrendszer fejlődése is megsínyli. Richard S. Blumberg és harvardi munkatársai nemrégiben kísérletileg is igazolták ezen kapcsolat jelentőségét. A kutatók olyan egereket tenyésztettek ki, amelyek nem rendelkeztek semmiféle mikrobiommal. A „csíramentes” egerek beleiben és tüdejében abnormálisan megnövekedett a „gyilkos” T sejteknek nevezett immunsejtek mennyisége. Ezek alapesetben a vírusok és egyéb patogének elpusztításában vesznek részt, Blumbergék egereiben viszont súlyos gyulladási folyamatokat indítottak be anélkül, hogy az indokolt lett volna. Az ilyen egerek felnőve erős hajlamot mutattak az asztmára és a bélrendszer krónikus gyulladására (Crohn-betegség).

A kísérlet eredményeit egyébként számos más kutatás is megerősíti: a fiatal korban nagy dózisú antibiotikummal kezelt gyermekeknél később nagyobb eséllyel jelentkezik az asztma és a különféle allergiák is, melyek köztudottan az immunrendszer túlzott reakciójának következményei. Blumbergék arra is rájöttek, hogy ha jótékony baktériumokat juttatnak az egerek szervezetébe azok fiatal korában, akkor megelőzhetők a későbbi kóros következmények. A felnőtt egyedeken azonban már nem tudott segíteni a mikrobiom utólagos pótlása sem.

A bennünk élő mikrobák sokfélesége nehezen követhető. Még rejtélyesebb azonban, hogy az immunrendszer hogyan viseli el ezek folyamatos jelenlétét. Egy átlagos ember szájában például 75‒100 különböző fajt azonosítottak a Humán Mikrobiom Projekt során, és ez még messze nem a teljes lista. Ugyanaz a baktérium, amely egyikünk szájában ritkának számít, másokéban tömegével fordul elő. A kutatók becslése szerint összesen körülbelül ötezerre tehető az emberi szájban előforduló mikrobafajok száma. „Minél közelebbről nézzük, annál több újdonságra bukkanunk” ‒ mondja Susan M. Huse, a Woods Hole-i Tengerbiológiai Laboratórium munkatársa, és a projekt egyik résztvevője.

A Humán Mikrobiom Projekt ugyan elsődlegesen a baktériumokra koncentrált, a teljes mikrobiomot azonban közel sem kizárólag ezek teszik ki. Testünk például számos vírusnak is otthont ad. Ezek egy része a bennünk élő baktériumokra specializálódott, de számos közülük emberi sejteket fertőz. Úgy tűnik, hogy az egészséges ember sejtjeit is folyamatosan felkeresik a vírusok bizonyos fajtái. A mikrobiom egy másik fontos csoportját a gombák alkotják. David Underhill, a Cedars-Sinai Kórház kutatója és munkatársai számos új gombafajt találtak az ember és más emlősök tápcsatornájában. A vizsgálatok során például 100 új fajra bukkantak az egerek bélrendszerében a már ismert száz gombafajon felül.

Ez a sokféleség valóban döbbenetesnek tűnik annak fényében, hogy egy olyan immunrendszer mellett létezik, amely a betolakodó mikrobák elpusztítására fejlődött ki. Egyelőre csak nagyon ködös elképzelések vannak arról, hogy mi alapján dönti el a szervezet, hogy megtámadja az adott mikrobát vagy tolerálja annak jelenlétét.

Az immunsejtek a gombás fertőzések ellen például a dectin-1 nevű fehérjét vetik be, amely első lépésben a gombák felismeréséért felel. Underhillék azonban arra jöttek rá, hogy a proteinnek kulcsszerepe van az ártalmatlan gombák elviselésében is. A dectin-1 termelésére képtelen egerekben például a teljesen ártalmatlan gombafajokra olyan heves immunválasszal reagált a szervezet, hogy a fellépő gyulladási folyamatokban a saját szövetek is súlyos károkat szenvedtek.

Nem tudjuk tehát hogyan, de az immunrendszer valamilyen módon kordában tartja önmagát, és aktívan szelektál a testünkben található mikrobák között. Ezt nagyon helyesen teszi, hiszen a mikrobiom számos fontos feladatot lát el szervezetünk szolgálatában. A bélben éldegélő mikrobák például vitaminokat szintetizálnak, valamint emészthetőbb egységekre bontják a legszívósabbnak bizonyuló növényi táplálékokat. A bőr baktériumai szintén létfontosságúak. „A bőr egyik legfontosabb funkciója, hogy védvonalként szolgál” ‒ mondja Segre. Az itt található baktériumok a bőr sejtjeinek váladékát fogyasztják, és közben nedvesítő filmréteget termelnek, amely rugalmassá teszi bőrünket, valamint megakadályozza annak repedezését, és így a patogének bejutását.

Az antibiotikumok elpusztítják a káros baktériumokat, ugyanakkor a széles spektrumú fajták számos „baráti” fajt is kiirthatnak. Michael A. Fischbach, a Kaliforniai Egyetem mikrobiológusa szerint az antibiotikumok olyanok, mint a gyomirtó: ha a kertben válogatás nélkül mindent lepermetezünk vele, megöli ugyan a gyomnövényeket, de velük pusztulnak a paradicsompalánták és a rózsák is. A kertész (vagy az orvos) meg azt várja, hogy a paradicsom és a rózsa majd magától újranő.

Pedig ahogy a kertben, a testben sincs arra semmiféle garancia, hogy a mikrobiális ökoszisztéma automatikusan képes helyrerázódni egy ilyen csapás után. Az összezavarodott rendszer pedig vonzza ténylegesen kártékony betolakodókat, amelyek közül több faj is kifejezetten a hasonló helyzetekre specializálódott. A Clostridium difficile nevű faj például előszeretettel telepszik meg a belekben az antibiotikus kúrákat követően. 2000‒2009 között az Egyesült Államokban kórházi kezelésben részesülők körében több mint duplájára nőtt a C. difficile baktériummal fertőzöttek száma ‒ 139 ezerről 336 ezerre. És mivel a faj ellenáll az antibiotikumoknak, meglehetősen nehéz kiirtani a szervezetből, ha egyszer bevette oda magát. 

3. oldal

Most, hogy a kutatóknak egyre több fogalmuk van arról, hogyan is néz ki az egészséges mikrobiom, egyre bizakodóbbak abban, hogy szükség esetén helyre tudják állítani a károkat. Jelenleg persze még szó sincs tökéletes megoldásról, de az kétségtelen tény, hogy a rendszer jobb megismerése, annak helyrebillentését is esélyesebbé teszi.

A mikrobiom helyreállítására az egyik lehetőség a jótékony baktériumfajok tudatos támogatása, és szaporodásuk elősegítése. A súlyos bőrfertőzések okozására képes Staphylococcus aureus ellen például tápanyagokban gazdag krémeket lehetne bevetni, amelyek táplálják az ártalmatlan bőrbaktériumokat, és így fokozzák létszámukat is. Az elképzelések szerint a „jó” baktériumok nagy tömege előbb-utóbb kiszorítja Staphylococcust.

A baktériumok direkt adagolása is megoldás lehet. Sajnálatos módon az úgynevezett probiotikumokkal kapcsolatos tudományos kutatások jelentősen lassabban haladnak, mint ahogy az élelmiszeripar piaci kínálata alapján gondolnánk. Ezek a definíció szerint olyan táplálékkiegészítők, amelyek az emberi szervezet szempontjából jótékony baktériumokat tartalmaznak. 2011-ben az emberiség összesen 28 milliárd dollárt költött probiotikus élelmiszerekre, de ezeknek csak töredéke ment át a sztenderd gyógyszerteszteken, így nem igazán tudni, hogy közülük mennyi a valóban hatásos készítmény, és hány esetben van szó egyszerű marketingfogásról.

Léteznek azonban kétségkívül hatásos probiotikus kezelések. Egyre növekvő számú orvos kezeli például a C. difficile fertőzéseket fekális transzplantációval, vagyis egy egészséges donor székletét a fertőzött beteg beleibe juttatja. A székletben található jótékony baktériumok megtelepednek a páciens tápcsatornájában, és lassan megkezdik a C. difficile kiszorítását. Az Albertai Egyetem kutatói ebben az évben 124 fekális transzplantációt követtek végig nagy alapossággal, és megítélésük szerint a procedúra biztonságos, valamint nagyon is eredményes. A betegek 83 százalékának állapotában szinte azonnali javulás következett be, ahogy belső ökoszisztémájuk mesterségesen helyreállítódott.

A Minnesotai Egyetem orvosai a fekális transzplantációt szeretnék bevenni a sztenderd kezelési eljárások közé. Jelenleg már képesek kivonni a baktériumokat a donor székletéből, és kizárólag ezeket bejuttatni a recipiens beleibe, így az eljárással kapcsolatos „undor-faktor” is jelentősen csökkent. Az Alexander Khoruts vezette kutatócsoport nemrégiben engedélyt kapott a formális klinikai tesztek megkezdésére. Végső céljuk olyan probiotikus tabletták megalkotása lenne, amelyek tartalmazzák az egészséges mikrobiom felépüléséhez elengedhetetlen fajokat. Egy ilyen terápia pedig rengeteg emberen segíthet majd.

Mint már említettük, számos olyan egészségügyi probléma van, amelynek látszólag semmi köze a mikrobiomhoz, de valahol mégiscsak ennek rendellenességeiben gyökerezik. Az elhízás például bizonyítottan összeköthető a bélflóra összetételének megváltozásával. Ha elhízott egerek bélbaktériumait egészséges egyedekbe viszik át, azok is hízásnak indulnak. A folyamat pontos háttere nem ismert, de egyes feltételezések szerint az „elhízott” mikrobiom olyan jelzéseket küld a szervezetnek, melyek hatására megváltozik a sejtek cukoranyagcseréje, és a test egyre több zsírt kezd felhalmozni.

Az amszterdami Akadémiai Orvosi Központ munkatársai jelenleg is klinikai teszteket folytatnak annak kiderítésére, hogy az elhízás kezelhető-e fekális transzplantációval. A programban 45 túlsúlyos önkéntes férfibeteg vesz részt, akik közül egyesekbe saját bélflórájukat juttatják vissza, másokba pedig sovány donorokét. Az első tesztek alapján úgy tűnik, hogy a sovány donorok baktériumai megváltoztatják a túlsúlyos recipiens sejtjeinek cukoranyagcseréjét. Arra egyelőre nincs bizonyíték, hogy ez súlyvesztéssel is jár-e, de a kutatók bizakodnak abban, hogy további kísérletekkel megtudhatják, hogyan tehetik a mikrobiom manipulálása révén egészségesebbé az embereket.

Aztán persze a praktizáló orvosokat is meg kell majd győzni arról, hogy ökológusként gondolkodjanak. Ez nem lesz egyszerű feladat, véli Fischbach. „A legtöbb általam ismert orvos szereti, ha tiszták és világosak a dolgok. A mikrobiom viszont ‒ a világ többi ökoszisztémájához hasonlóan ‒ összetett rendszer, így nem a szimpla válaszokról híres.” 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward