Czym jest mikrobiom i dlaczego jest tak ważny?

Mikrobiom jelitowy może wpływać na to, jak długo zachowamy dobre zdrowie, m.in. poprzez oddziaływanie na stan zapalny, metabolizm i pracę mózgu. Dlatego naukowcy badają, czy jego analiza i celowe modyfikowanie mogą stać się narzędziami pomagającymi wydłużać życie w dobrej kondycji.

Czym jest mikrobiom i dlaczego jest tak ważny?

Nie chodzi tylko o to, by żyć jak najdłużej, lecz by jak największą część życia przeżyć w dobrym zdrowiu. W osiągnięciu tego celu coraz większą rolę może odgrywać mikrobiom jelitowy. W przyszłości jego regularne badanie mogłoby pomóc zauważyć niekorzystne zmiany, zanim pojawią się wyraźne objawy choroby – powiedział dr hab. inż. Paweł Łabaj, prof. Uniwersytetu Jagiellońskiego, wicedyrektor ds. naukowych w Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ.

Jak wyjaśnił, we współczesnych badaniach nad długowiecznością coraz częściej rozróżnia się dwa pojęcia: lifespan, czyli długość życia oraz healthspan, czyli czas spędzony w dobrym zdrowiu, bez wyniszczających chorób przewlekłych i niepełnosprawności. Celem naukowców jest jak największe zrównanie ze sobą tych dwóch okresów.

– Taką koncepcję nazywa się longevity. Chodzi w niej o maksymalne skrócenie okresu niesprawności pod koniec życia – dodał.

Jak mikrobiom wpływa na starzenie?

Prof. Paweł Łabaj wytłumaczył, że mikrobiom może wpływać na zdrowe starzenie na kilka sposobów. Jednym z nich jest przewlekły stan zapalny, którego nasilanie się wraz z wiekiem koreluje z rozwojem wielu chorób. – Kiedy bariera jelitowa nie działa prawidłowo, część substancji może przez nią przenikać, co sprzyja przewlekłemu stanowi zapalnemu. Ten z kolei z czasem wpływa na funkcjonowanie różnych narządów, niszczy tkanki. Natomiast dobrze zbalansowany mikrobiom hamuje ten proces – powiedział naukowiec.

Drugi obszar to oś jelita-mózg, czyli dwukierunkowa komunikacja między przewodem pokarmowym a układem nerwowym. Mikrobiom jest jednym z jej elementów i za jej pośrednictwem może wpływać m.in. na funkcjonowanie mózgu, nastrój oraz procesy poznawcze.

– Poprzez oś jelita-mózg mikroorganizmy wspierają nasz układ nerwowy: pomagają zachować dobrą pamięć i równowagę emocjonalną na długie lata. Jeżeli mikrobiom źle funkcjonuje, może się to odbijać także na tym, jak postrzegamy rzeczywistość. A pogorszenie pamięci i zdolności poznawczych jest jednym z najbardziej dotkliwych znaków starzenia się – zauważył ekspert.

Trzecim ważnym mechanizmem jest metabolizm. Bakterie jelitowe rozkładają składniki pokarmowe niedostępne dla ludzkich enzymów i wytwarzają m.in. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, takie jak octan czy maślan, które odżywiają komórki jelita, wspierają odporność i mogą mieć znaczenie dla ochrony przed chorobami cywilizacyjnymi.

Mikrobiom może wcześniej ostrzegać przed chorobą

Zdaniem prof. Pawła Łabaja jednym z najbardziej obiecujących kierunków w badaniach mikrobiomu jest wykorzystanie jego analizy do wychwytywania niekorzystnych zmian, zanim pojawią się wyraźne objawy choroby.

– Chodzi o to, żeby wiedzieć więcej, wcześniej i to monitorować. Tym bardziej, że interwencje byłyby stosunkowo proste i polegały np. na zmianie sposobu odżywiania, aktywności fizycznej czy innych elementów stylu życia – powiedział.

Na razie testów analizujących mikrobiom nie można jednak traktować tak samo jak klasycznych badań laboratoryjnych. W przypadku tych drugich istnieją bowiem dobrze zweryfikowane zakresy referencyjne i standardy interpretacji. W mikrobiomie wiele kwestii nadal pozostaje przedmiotem intensywnych prac naukowych. Obecnie trwa m.in. ustalanie, w jaki sposób powinny być standaryzowane kolejne etapy pobierania, przechowywania, analizowania i interpretowania materiału.

Nie jest to jednak proste zadanie, ponieważ skład mikrobiomu bardzo różni się między ludźmi i populacjami.

Dlaczego nie ma jednej normy mikrobiomu?

Początkowo zakładano, że wystarczy ustalić, jakie gatunki bakterii występują w jelitach zdrowych osób, i na tej podstawie zbudować uniwersalne normy. Okazało się jednak, że skład mikrobiomu zależy od miejsca zamieszkania, diety, środowiska. To, co jest typowe dla zdrowej osoby w Polsce, nie musi wyglądać identycznie jak profil zdrowej osoby w Japonii, Chinach czy Stanach Zjednoczonych – zaznaczył prof. Paweł Łabaj.

Dlatego badacze coraz częściej patrzą nie tylko na to, jakie bakterie występują w jelicie, lecz przede wszystkim, jakie funkcje pełnią. Różne gatunki mogą bowiem wykonywać podobne zadania, np. uczestniczyć w tych samych szlakach metabolicznych. W efekcie skład mikrobiomu może się różnić, choć jego działanie pozostaje podobne.

– Dlatego sama lista gatunków może nie wystarczyć do oceny funkcjonowania całego ekosystemu – powiedział ekspert z MCB UJ.

Jak przypomniał, trwają już jednak zaawansowane prace nad takim podejściem i być może za kilka lat uda się wyznaczyć konkretne zakresy pomagające interpretować wyniki.

Styl życia nadal pozostaje kluczowy

Nawet najbardziej zaawansowany test nie rozwiąże jednak podstawowego problemu – mikrobiom bardzo silnie reaguje na sposób życia gospodarza.

– Nie będzie czegoś takiego jak pigułka zdrowia. Nawet idealny mikrobiom nie rozwiąże naszych problemów na zawsze. Może natomiast wskazać kierunek, którym powinniśmy podążać, żeby utrzymać się w dobrym zdrowiu. Czyli nawet jeśli badanie wskaże określone ryzyko, sami będziemy musieli uważać na sen, dietę i aktywność fizyczną – wyjaśnił naukowiec.

– Wyzwaniem może więc być nie tylko coraz dokładniejsze odczytywanie sygnałów z mikrobiomu, ale też przekładanie tej wiedzy na codzienne wybory – podsumował.

Jak można celowo modyfikować mikrobiom?

Drugą rozwijającą się gałęzią badań nad mikrobiomem jest jego celowe modyfikowanie, w celu przywrócenia zaburzonych funkcji albo ograniczenia rozwoju niepożądanych bakterii.

Najbardziej znanym przykładem jest przeszczep mikrobioty jelitowej. Metoda znajduje zastosowanie przede wszystkim w leczeniu nawracających zakażeń jelita grubego wywołanych przez bakterię Clostridioides difficile, które często pojawiają się po antybiotykoterapii. Polega na podaniu pacjentowi odpowiednio przygotowanego materiału pochodzącego od dokładnie przebadanego dawcy.

Badacze próbują jednak opracować rozwiązania znacznie bardziej precyzyjne. Zamiast przenosić całą mikrobiotę dawcy, chcieliby podawać wybrane zestawy szczepów dobranych do konkretnego problemu.

Takie bakteryjne konsorcja mogłyby na przykład wzmacniać osłabione funkcje mikrobiomu albo konkurować o zasoby z bakterią, której nadmierny rozwój jest niepożądany.

– To byłyby złożone preparaty probiotyczne, ukierunkowane zarówno na konkretne zaburzenia, jak i szerzej na korygowanie niekorzystnych zmian w mikrobiomie, np. ograniczanie przewlekłego stanu zapalnego, a tym samym wspieranie dłuższego życia w dobrym zdrowiu – wytłumaczył.

Mikrobiom jako narzędzie przyszłej profilaktyki

Jak podsumował, badania wskazują, że analiza własnego mikrobiomu może w przyszłości stać się narzędziem pomagającym świadomie wydłużać czas życia w dobrym zdrowiu. Niektóre niekorzystne zmiany mogą być w nim widoczne wcześniej niż odchylenia w rutynowych badaniach krwi lub moczu. To dawałoby szansę na reakcję wtedy, gdy wystarczy jeszcze stosunkowo niewielka zmiana diety lub stylu życia.

PAP/Katarzyna Czechowicz/MJ