A Cell Metabolism című folyóiratban megjelent egy tanulmány, amely szerint a leheletben található vegyi anyagok felfedhetik a bélben élő mikroorganizmusok összetételét. Andrew Kau, a Washington Egyetem immunológusa és kollégái egerek és 41 gyermek részvételével mérték a kilélegzett levegőben található molekulák mennyiségét, és demonstrálták, hogyan lehet ezeket az információkat felhasználni bizonyos bélbaktériumok, köztük az asztmával összefüggésbe hozható fajok identitásának és mennyiségének megbecslésére.
„A bélmikrobiom összetétele meghatározhatja a leheletben található vegyületek típusát” – mondja Kau. Ezt már korábban is gyanították, de soha nem volt bizonyított. A kutatás eredményeként olyan módszerek születhetnek, amelyekkel fertőzések diagnosztizálhatók, és amelyek segíthetnek a bélbaktériumok által befolyásolt betegségek kezelésében. A jelenlegi, székletminták vizsgálatán alapuló módszerek időigényesek és bonyolultak, így ez nagyban egyszerűsítené a kivizsgálásokat és a gyors, célzott kezeléseket.
A szakértők régóta gondolkodnak azon, hogy a lélegzetben található kémiai anyagcseretermékek felhasználásával hogyan lehetne diagnosztizálni egyes betegségeket. Az emberi sejtek és baktériumok növekedésük és túlélésük során több mint 250 ezer metabolitot termelnek. Ezek közül egyesek bejuthatnak a véráramba, eljuthatnak a tüdőbe, és diffúzióval bekerülhetnek a kilélegzett levegőbe. A vonatkozó kutatások azonban rendkívül nehéznek bizonyultak, mondja Kelly Redeker, a Yorki Egyetem vegyésze, aki nem vett részt a mostani vizsgálatban, a rendszer ugyanis rendkívül összetett.
A bélbaktériumok és a kilélegzett molekulák közötti összefüggések kimutatására a szakértők olyan egereket használtak, amelyeknek nem voltak bélbaktériumai, és öt gyakori mikrobafaj egyikét ültették át beléjük. Megállapították, hogy az egerek kilélegzett molekulái jelentősen eltértek attól függően, hogy melyik baktériumfajtát kapták. Például az etil-acetát nevű vegyület az Escherichia coli általi kolonizációval állt összefüggésben.
A kutatók ezután széklet- és levegőmintákat gyűjtöttek egészséges, valamint asztmás gyermekektől. Megállapították, hogy a bélmikrobiom összetétele legalább 20%-ban megmagyarázta a 35 vizsgált légzésmintában talált vegyületek közötti eltéréseket. A szakértők egy modellt is kidolgoztak és optimalizáltak, amely előre jelzi az Eubacterium siraeum, az asztmát kísérő ziháláshoz kapcsolódó faj mennyiségét. A légzésmintákban azonosított négy molekula koncentrációja az E. siraeum-populációk közötti eltérések valamivel több mint felét magyarázta meg.
A kutatók még mindig nem értik, hogyan alakulnak ki egyes metabolitok, és hogyan jutnak el a tüdőbe. „Az egyik frusztráló dolog, amikor elkezdjük elemezni az emberek lélegzetét, hogy 200–400 különböző vegyületet kapunk” – mondja Audrey Odom John, a Philadelphia Gyermekkórház fertőző betegségekkel foglalkozó osztályának vezetője és a tanulmány egyik vezető szerzője. „És ha megnézzük az emberi anyagcsere-térképeket, szinte fogalmunk sincs, hogy ezek többsége honnan származik” – magyarázza a szakértő.
A kutatók remélik, hogy munkájuk segítséget nyújthat olyan életmentő diagnosztikai eljárások kidolgozásában, mint például a szepszis azonosítása. Az intenzív osztályon kezelt koraszülötteknél nagy a kockázata a halálos fertőzések kialakulásának, mondja Odom John, és a felelős baktériumok már napokkal a látható klinikai tünetek megjelenése előtt elkezdenek szaporodni. „Ez valódi lehetőséget kínálhat az időben való beavatkozásra” – mondja a kutató.
