MENAJERIA MICROBIOTCAI
Organismul nostru este gazdă pentru mii de miliarde de microbi… iar acum aflăm că ne sunt esențiali pentru sănătate.
CUCÂT MAI MULT CERCETEAZĂ microbi i care trăiesc înăuntrul nostru, cu atât mai multe află oamenii de știință despre impactul surprinzător al acestor organisme microscopice asupra felului în care arătăm, acționăm, gândim și simțim. Chiar să depindă sănătatea și starea noastră de bine de bacteriile, virusurile, ciupercile și protozoarele care sălășuiesc în intestine și plămâni, pe piele și pe ochi? Ce idee ciudată – că lighioanele pe care le purtăm cu noi ar putea să ne determine natura fundamentală.
Efectele microbiomului, această menajerie de microorganisme, pot fi profunde – și pot începe surprinzător de devreme. Într-un studiu publicat anul trecut, cercetătorii au arătat că temperamentul copiilor, considerat în mare parte înnăscut, poate avea legătură cu genul predominant de bacterii din intestinul lor gros în primul an de viață: cu cât mai multe Bifidobacterium are bebelușul, cu atât mai binedispus este.
Observația aceasta, făcută de Anna-Katariina Aatsinki și colegii ei de la Universitatea Turku din Finlanda, se bazează pe analiza probelor de fecale de la 301 copii. Cei care aveau cea mai mare proporție de Bifidobacterium în organism la două luni prezentau de mai multe ori, la șase luni, trăsăturile numite de cercetători „stare emoțională pozitivă”.
Știința microbiomului e încă tânără. De-abia de 15 ani a început să ia avânt, așa că majoritatea studiilor de până acum sunt preliminare și limitate – pe câte doar 10-15 șoareci sau oameni. Cercetătorii au observat legături între microbiom și unele boli, dar încă nu pot trage concluzii de tip cauză-efect despre vastul nostru inventar de vietăți și influența lor asupra noastră ca gazde. Însă mulțimea lor e amețitoare în sine: în prezent, se consideră că un bărbat tânăr găzduiește circa 38 de mii de miliarde de microbi, ceva mai mulți decât celulele umane din organism. Iar posibilitățile de exploatarea acestui inventar sunt fascinante.
În viitorul nu foarte îndepărtat, conform celor mai entuziaști cercetători, administrarea unei doze de microbi utili sub formă de prebiotice (compuși care servesc drept substrat pentru creșterea microbilor benefici), probiotice (microbii benefici înșiși) sau transplanturi fecale (scaun bogat în microbi de la donatori sănătoși) ar putea deveni o rutină. Astfel am putea spera să funcționăm la capacitate maximă, dinăuntru spre exterior.
Când vorbim despre microbiom, ne referim preponderent
la tractul digestiv, în care trăiesc peste 90% dintre micro organismele din corpul nostru. Dar și în alte regiuni mișună formele de viață. Microbii colonizează orice zonă de contact dintre organism și mediu: ochi, urechi, nas, gură, vagin, anus, tract urinar. Avem microbi pe fiecare centimetru de piele, cu concentrații mai mari la subsuori, în zona inghinală, între degetele de la picioare și în buric.
Dar cel mai fascinant este că fiecare dintre noi are un amestec de microbi specific, diferit de al celorlalți. Pe baza observațiilor actuale, pare posibil ca doi indivizi să nu aibă nicio suprapunere în speciile microbiene din microbioame, spune Rob Knight de la Centrul pentru Inovare Microbiotică de la Universitatea California – San Diego. Natura unică a microbioamelor ar putea avea aplicații chiar și în medicina legală, spune el. „Putem determina cine a atins anumite obiecte sau suprafețe pe baza urmelor de microbiom de pe piele.” Poate, în viitor, anchetatorii vor lua probe de microbi cutanați de la locul faptei, așa cum prelevează acum amprente.
Iată câteva exemple de revelații științifice despre cum ne afectează microbiomul de-a lungul vieții, de la naștere la bătrânețe.
DUPA NASTERE
ÎN UTER, FĂT U L trăiește aproape izolat de microbi. Apoi trece prin canalul de naștere, unde se confruntă cu o mare de bacterii. La nașterea vaginală, copilul este acoperit cu microbii care trăiesc în vagin și expus la bacteriile din intestinul mamei când fața îi trece pe lângă perineul și anusul ei. Microbii intestinali materni încep imediat să colonizeze intestinul nou-născutului și dezvoltă un fel de conversație cu celulele imunitare în dezvoltare. Astfel, microbiomul foarte timpuriu pregătește sistemul imunitar pentru o funcționare sănătoasă mai târziu.
Dar copiii născuți prin cezariană nu au parte de expunerea aceasta. Intestinul lor ia contact cu alți microbi – nu cei din intestinul și vaginul mamei, ci de pe piele și din laptele matern, de pe mâinile asistentelor, chiar și de pe așternuturile din spital. Aceste diferențe timpurii pot avea efecte pe viață.
În 2018, Paul Wilmes de la Centrul Luxemburg pentru Biomedicina Sistemelor al Universității Luxemburg a publicat un studiu pe 13 copii născuți vaginal și 18 născuți prin cezariană. El și colegii lui au analizat microbii din scaunele nou-născuților și ale mamelor, precum și din vaginul mamelor. Bebelușii născuți prin cezariană aveau mult mai puține bacterii din cele care generează lipopoli-zaharide, stimuli importanți pentru dezvoltarea sistemului imunitar. Nivelul lor a rămas scăzut timp de cel puțin cinci zile după naștere – suficient, consideră Wilmes, pentru a avea consecințe pe termen lung asupra imunității.
În cele din urmă, de obicei în termen de un an, microbioamele copiilor născuți prin cezariană și ale celor născuți vaginal ajung aproape la fel. Dar Wilmes este de părere că diferențele observate în primele câteva zile de viață fac ca bebelușii născuți prin cezariană să rateze o perioadă de stimulare în care celulele imunitare învață să reacționeze corect la agenți străini. Populațiile microbiene mai sărace ale acestor copii în primele zile de viață ar putea fi motivul pentru care sunt predispuși la o mulțime de probleme imunitare mai târziu, printre care alergii, boli inflamatorii și obezitate.
Wilmes spune că, în viitor, copiilor născuți prin cezariană li s-ar putea administra probiotice obținute din anumite tulpini bacteriene prezente la mame, care, teoretic, le-ar genera în intestine culturi de microbi utili. Dar mai avem mult până la o astfel de terapie probiotică.
IN COPILARIE
ALERG I I LE ALIMENTARE AU DEVENI Ta tât de frecvente, încât multe școli din S.U.A. le interzic copiilor să aducă la pachet anumite alimente, de exemplu, sendvișuri cu unt de arahide, de teamă să nu declanșeze reacții alergice la colegi. 5,6 milioane de copii americani suferă de alergii alimentare – adică doi-trei din fiecare clasă.
Creșterea numărului de alergii este motivată, se pare, de mulți factori, printre care înmulțirea nașterilor prin cezariană și uzul excesiv de antibiotice, care pot ucide bacteriile protectoare. Cathryn Nagler și colegii ei de la Universitatea Chicago s-au întrebat dacă proliferarea alergiilor alimentare la copii nu are legătură cu amestecul microbian din intestinele celor mici. Anul trecut, echipa ei a publicat un studiu pe opt bebeluși de șase luni, dintre care jumătate erau alergici la laptele de vacă. S-au observat diferențe mari la microbioamele celor două grupuri: copiii sănătoși aveau bacteriile normale la bebelușii de
vârsta lor, în timp ce cei cu alergie la laptele de vacă prezentau bacterii caracteristice adulților.
La copiii alergici, progresia de obicei lentă de la microbiomul de nou-născut la cel de adult se desfășura „cât ai clipi”, spune Nagler.
Cu ajutorul unor probe de fecale, Nagler și colegii ei au transplantat bacterii intestinale de la bebelușii participanți la studiul lor la șoareci fără microbi – născuți prin cezariană și crescuți în condiții sterile. Odată cu transplanturile de la copii sănătoși, șoarecii au primit bacterii protectoare care împiedicau reacțiile alergice la laptele de vacă. Dar cei cărora li s-au administrat transplanturi de la copiii alergici nu au avut parte de bacterii benefice și au prezentat reacții alergice.
O analiză mai aprofundată a arătat că o specie anume de bacterii prezentă doar la bebeluși – Anaerostipes caccae, din clasa Clostridia – pare să fi avut cel mai important rol în protejarea primului grup de șoareci. Specia este din aceeași familie identificată de echipa lui Nagler într-un studiu anterior drept eficientă împotriva alergiei la alune.
Nagler, președintă și cofondatoare a start-upului din Chicago ClostraBio, speră să testeze potențialul terapeutic al acestor bacterii pe cobai – și, în cele din urmă, pe pacienți alergici. Prima provocarea fost să găsească un loc din intestin în care să implanteze bacteriile benefice. Chiar și într-un microbiom nesănătos, explică Nagler, toate nișele sunt ocupate: ca să se instaleze Clostridia trebuie să dispară altceva. Așadar, ClostraBio a dezvoltat un medicament care eliberează o nișă din microbiom.
Nagler și colegii ei au administrat medicamentul șoarecilor, apoi i-au expus la o varietate de microbi Clostridia și la fibrele alimentare care le încurajează dezvoltarea. Cercetătoarea speră să înceapă testele clinice pentru un tratament cu Clostridia la oameni în următorii doi ani, cu scopul final de a-l face disponibil pentru copiii cu alergii alimentare.
S- ar putea ca microbii i ntestinali să aibă legătură și cu alte boli din copilărie, de exemplu, diabetul de tip I. În Australia, cercetătorii au colectat probe de la 93 de copii cu diabet de tip I în familie și au descoperit că cei care au dezvoltat mai târziu aceeași boală aveau un nivel mai ridicat de enterovirus A în fecale decât cei care nu aveau să sufere mai târziu de diabet.
Unul dintre oamenii de ști i nță i mplicați în studiu, W. Ian Lipkin de la Facultatea de Sănătate Publică Mai l m ana Universității
Columbia, avertizează cercetătorii că nu trebuie să se grăbească să explice diverse boli (nu numai diabetul) exclusiv prin diferențele dintre microbioame. „Deocamdată, este o știință în mare parte descriptivă”, spune el; nu se știe sigur decât că anumiți microbi au legătură cu anumite afecțiuni.
În ciuda rezervei exprimate, Lipkin privește cu entuziasm viitorul științei microbiomului. Se așteaptă ca, în cinci-zece ani, oamenii de știință să înțeleagă mecanismele prin care acesta afectează organismul și să înceapă teste clinice pe subiecți umani pentru a demonstra impactul modificării microbiomului asupra sănătății. Odată ce știința microbiomului „devine precisă și testabilă”, spun el, „va ajunge o realitate”.
IN ADOLESCENTA
V ASTA MAJORITATEA A DO LE S CENȚI LOR din țările dezvoltate au coșuri – iar în cazul lor, chiar se pare că putem vorbi despre un „microbiom al acneei”. Mulți copii au o piele deosebit de prielnică pentru două tulpini de Cutibacterium ac ne s( numită până nu demult Proprioni-bacterium acnes) cu o legătură strânsă cu acneea. Majoritatea tulpinilor acestei bacterii, în ciuda numelui, sunt ori inofensive, ori utile, pentru că ne apără de microbii patogeni; de fapt, C. acnes este componenta predominantă a microbiomului normal de pe față și gât.
Dar tulpinile dăunătoare de C. acnes pot cauza probleme. Sunt unele dintre elementele care cauzează apariția acneei, spune Amanda Nelson, dermatolog cercetător la Facultatea de Medicină a Universității de Stat Pennsylvania. Celelalte sunt sebumul (uleiul produs de glandele sebacee pentru menținerea hidratării pielii), cu care se hrănește C. acnes; foliculii de păr astupați; și reacția inflamatorie. Cei patru factori lucrează în colaborare, spune Nelson, care adaugă: „De fapt, nu știm care apare primul.”
Microbi omul ac n ei ca făcut obiectul unui studiu la Facultatea de Medicină din St. Louis a Universității Washington, unde cercetătorii au descoperit că singurul tratament anti-acnee care duce la remisie pe termen lung – izotretinoina, vândută sub numele de Accutane și nu numai – acționează în parte modificând microbiomul cutanat prin reducerea numărului de