Mikroby, które żyją w naszym układzie pokarmowym, wydzielają różne związki – metabolity, które trafiają do krwi i oddziałują na nasz organizm. Dr Tomasz Wypych bada, jak związki te wpływają na układ oddechowy. Szuka metabolitów, które pomagać będą w astmie czy zespole ostrej niewydolności oddechowej (powikłania covidu).
“Kiedy się rodzimy, jesteśmy praktycznie sterylni. Wtedy zaczyna się ekspansja mikrobów, które próbują skolonizować nasz organizm – zwłaszcza układ pokarmowy. Nasze ciało jednak broni się przed tymi mikrobami i zaczyna selekcjonować te, które nie będą mu szkodzić, albo nawet te, które mu się przydadzą. Proces ten modulowany jest przez dietę, czynniki zewnętrzne, mleko matki…” – opisuje dr Tomasz Wypych z Instytutu Nenckiego PAN.
Mikroflora jelitowa jest tak komponowana, by nie była szkodliwa dla gospodarza – zwraca uwagę badacz. Ludzie jednak różnią się między sobą tym, jak korzystne jest działanie ich mikrobiomu. Pytanie więc, jak można z bakterii wyciągnąć to, co dla nas najlepsze.
MODYFIKOWANIE MIKROBIOMU
Od dawna wiadomo, że dla mikrobiomu znaczenie ma odpowiednia dieta (która modulować może skład mikroflory w jelitach i tworzyć bakteriom odpowiednie środowisko do rozwoju) czy probiotyki (podawane doustnie wyselekcjonowane szczepy bakterii o szczególnie korzystnym działaniu – z nadzieją, że zadomowią się one w jelitach).
Dr Tomasz Wypych zwraca jednak uwagę, że takie modyfikowanie składu mikrobiomu to niezwykle skomplikowane zadanie, a zmiennych w tym procesie jest zbyt dużo, aby dało się je w pełni kontrolować. Te same bakterie mogą inaczej funkcjonować u różnych osób. To, że u jednej osoby działają na medal, nie znaczy, że u innej będą w stanie się zadomowić i pracować w taki sam optymalny sposób.
ZBADAĆ, CO PRODUKUJĄ BAKTERIE
Dlatego badacz skupia się na badaniu pojedynczych metabolitów bakterii, a więc związków, które mikroby wydzielają. “Najwyższa pora, aby te substancje poznać. To o tyle ważne, że metabolity ewoluowały po to, by kształtować mechanizmy odpornościowe u gospodarzy” – tłumaczy.
I tak np. mikroby mogą produkować związki, z których organizm gospodarza skorzysta przy zwalczaniu jakichś infekcji. Albo które blokują odpowiedź układu odpornościowego – w ten sposób ukrywają się przed naszym systemem obronnym. Może to się wydawać szkodliwe dla gospodarza. W pewnych jednak sytuacjach – np. chorobach autoimmunologicznych – nasz układ odpornościowy szkodzi nam samym. Potencjalnie więc obecność takich związków może działać na korzyść gospodarza. Naukowcy mają więc nadzieję, że wśród takich naturalnych związków produkowanych przez bakterie znajdą kandydatów na leki.
MIKROBIOM A CHOROBY PŁUC
Naukowiec skupia się zwłaszcza na metabolitach, które oddziałują na układ oddechowy. W artykule w czasopiśmie Frontiers in Microbiology (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.857418/full) podsumowuje, co wiadomo już na temat związków mikrobiomu z chorobami płuc oraz wskazuje, jak możemy wykorzystać tę wiedzę w opracowaniu nowych terapii.
We wcześniejszych badaniach pokazano już, że u niemowląt, u których mniej licznie występują bakterie z niektórych szczepów (np. Bifidobacterium, Faecalibacterium, and Akkermansia), jest większe ryzyko wystąpienia astmy w późniejszym okresie życia.
Nieoczywiste związki między mikrobiomem jelit a chorobami układu oddechowego manifestują się też w inny sposób. Dr Wypych podsumowuje, że u osób z zapalną chorobą jelit jest większe ryzyko wystąpienia przewlekłej obturacyjnej choroby płuc, idiopatycznego zwłóknienia płuc, zapalenia oskrzeli.
Można więc podejrzewać, że coś, co wydzielają bakterie – a więc fachowo mówiąc metabolity – pomaga organizmowi zwalczać niektóre choroby. Przykładowo, w swoich badaniach dr Wypych zauważył, że produkowany przez bakterie w jelitach siarczan p-krezolu dostaje się do krwi, a stamtąd do płuc i może korzystnie działać w przebiegu astmy – hamuje bowiem nadmiarową odpowiedź immunologiczną gospodarza. Takich znanych metabolitów jest jednak ciągle mało – komentuje dr Wypych.
Dlatego wraz z zespołem pracuje nad tym, aby zidentyfikować te związki oraz zbadać je w hodowlach komórek płuc. Związki te będą potem badane na modelach mysich, aby w przyszłości – tworzyć z nich substancje lecznicze – które podawane w postaci sprayu do nosa wspomagałyby walkę organizmu z chorobą atakującą płuca.
Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl, Autorka: Ludwika Tomala
