Glikany – cząsteczki cukrów znajdujące się na powierzchni komórek i w wydzielinach ludzkiego organizmu (w tym w wydzielinie pochwy) – są rozpoznawane przez przeciwciała, lektyny (sidenote: Lektyny termin „lektyna” (od łacińskiego słowa oznaczającego „wybierać”) utworzyli Boyd i Shapeleigh (1954). Oznacza on zróżnicowaną kategorię (gliko)protein, głównie pochodzenia roślinnego. Mimo szerokiego zakresu właściwości fizykochemicznych i aktywności biologicznych lektyny mają pewną wspólną cechę odpowiedzialną za ich różnorodne oddziaływania biologiczne, biochemiczne i immunochemiczne: z wysokim podobieństwem i specyfiką łączą się z mono- i oligosacharydami węglowodanów złożonych (czyli z glikanami) w roztworach, na powierzchni komórek, organellach komórkowych i wycinkach tkanki. Źródło: Vierbuchen, M. (1991). Lectin Receptors. In: Seifert, G. (eds) Cell Receptors. Current Topics in Pathology, vol 83. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-75515-6_10 )  i białka wiążące węglowodany. Na przykład w pochwie glikany gospodarza modulują kolonizację dokonywaną przez mikroorganizmy, służąc jednocześnie za punkty przyczepu i adhezji oraz źródła substancji odżywczych.

Aby lepiej zrozumieć interakcje między tymi ludzkimi glikanami a głównymi chorobotwórczymi bakteriami bytującymi w pochwie i związanymi ze zdrowiem reprodukcyjnym, badacze stworzyli „chipy” glikanowe i przebadali adhezję bakterii in vitro, w środowisku od kwaśnego (pH = 4) do neutralnego (pH = 7), aby odzwierciedlić rzeczywiste wartości pH obserwowane w kobiecych pochwach.

Wachlarz białek wiążących glikany

Wyniki wykazują, że badane bakterie są w stanie się łączyć – mocniej lub słabiej – z kilkoma typami glikanów. Ponadto – jak wynika z wcześniejszych prac tego zespołu – wydaje się, że patogeny dysponują obszerniejszym zestawem białek wiążących te glikany w porównaniu z gatunkami komensalnymi.

Niektóre z tych wiązań są wspólne dla różnych bakterii – z wyjątkiem kilku glikanów profile wiązań gatunków komensalnych Lactobacillus crispatus i L. iners oraz bakterii potencjalnie chorobotwórczych, takich jak Gardnerella vaginalis i Streptococcus agalactiae, pokrywają się, co może oznaczać na konkurencyjne wiązanie.

Natomiast inne wiązania są bardzo specyficzne: Fusobacterium nucleatum wykazuje preferencję dla glikanów zakończonych galaktozą, z kolei S. agalactiae to jedna z niewielu bakterii wiążących się z glikanami zakończonymi kwasem hialuronowym.

Czy mamy w perspektywie terapie oparte na glikanach?

Wyniki te otwierają drogę do rozwoju terapii opartych na glikanach, które pozwolą blokować adhezję patogenów lub ułatwić kolonizację dokonywaną przez probiotyki. Celem jest obniżenie zachorowalności na bakteryjne zapalenie pochwy, częstotliwości przedwczesnych porodów oraz związanych z nimi powikłań występujących u noworodków.

W przypadku medycznie wspomaganego rozrodu niepowodzenia implantacji zarodka pozostają trudne do wyjaśnienia, prawdopodobnie dlatego, że wiążą się z różnymi czynnikami. Np. wydaje się, że mikroflora pochwy zdominowana przez bakterie Lactobacillus sprzyja skuteczności transferu zarodków. Niemniej wyniki są czasami sprzeczne, a pochodzenie etniczne kobiet rzadko brane jest pod uwagę.

W związku z tym w prospektywnym badaniu obserwacyjnym przeprowadzonym w jednym z ośrodków¹ (Phoenix, USA) przeanalizowano mikroflorę pochwy 87 Amerykanek, w tym 15 kobiet pochodzenia latynoskiego, podczas transferu zamrożonych embrionów. Cel: lepsze zrozumienie wpływu flory pochwy na wskaźniki ciąż po transferze zamrożonych zarodków poprzez podkreślenie ochronnej roli Lactobacillus i uwzględnienie różnorodności etnicznej.

Więcej bakterii Lactobacillus, więcej ciąż

Spośród 55 pacjentek, które zaszły w ciążę, dwie trzecie (67% lub 37 kobiet) miało mikrobiotę zdominowaną przez Lactobacillus w momencie zapłodnienia. Kobiety te miały o 52% większe szanse na zajście w ciążę w porównaniu z kobietami, których flora nie była zdominowana przez Lactobacillus. U pacjentek, które nie zaszły w ciążę, występowało więcej patogenów oportunistycznych, w szczególności Enterobacteriaceae i Streptococcus.

Z drugiej strony bogactwo lub różnorodność flory pochwy nie miały związku z wynikiem zabiegu wspomaganego rozrodu.
Wydaje się zatem, że mikrobiota pochwy oddziałuje na płodność kobiet i wynik transferu zamrożonych zarodków: mikroflora pochwy zdominowana przez bakterie Lactobacillus, a zwłaszcza gatunki  L. crispatus lub L. gasseri, ma pozytywny wpływ na zajście w ciążę. 

Wyjaśnienie różnic etnicznych?

W badaniu przeanalizowano również różnice etniczne. Latynoski, które stanowiły 18,3% kobiet w kohorcie (i około 19% populacji USA), wykazywały niższy odsetek ciąż klinicznych po transferze zarodków, co jest tendencją obserwowaną również w skali kraju.

Jednak mniejszy odsetek z nich miał mikroflorę pochwy zdominowaną przez bakterie Lactobacillus (w porównaniu z białymi kobietami niebędącymi Latynoskami), co wykazano już w poprzednich badaniach. Czy ta mniejsza częstość występowania dominacji Lactobacillus u kobiet pochodzenia latynoskiego może częściowo wyjaśniać mniejszy sukces transferu zarodków w tej populacji? Taką hipotezę wysuwają naukowcy.

Wcześniactwo powoduje 1,1 mln zgonów rocznie i jest najczęstszą przyczyną śmierci dzieci w wieku poniżej 5 lat. A ponieważ nieszczęścia chodzą parami, ryzyko urodzenia kolejnego wcześniaka jest, niestety, wysokie i waha się od 15% do 50%: na im wcześniejszym etapie ciąży nastąpił poprzedni przedwczesny poród (sidenote: Przedwczesny poród Poród żywego dziecka przed upływem 37 tygodni ciąży. Przedwczesne porody są podzielone na kategorie zależne od wieku ciąży: - Ekstremalnie skrajne wcześniactwo (poniżej 28 tygodni); - Skrajne wcześniactwo (między 28. a 32. tygodniem); - Średnie lub późne wcześniactwo (między 32. a 37. tygodniem) https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/preterm-birth ) , tym większe ryzyko nawrotu.

Medycyna próbuje znaleźć na to radę, ale słaba znajomość przyczyn – niewątpliwie wieloczynnikowych – tych nawrotów ogranicza skuteczność proponowanych terapii (progesteron (sidenote: Progesteron Kobiecy hormon płciowy wydzielany po owulacji i w trakcie ciąży. ) , opierścienienie szyjki macicy (sidenote: Opierścienienie szyjki macicy Opierścienienie szyjki macicy to wykonywany w trakcie ciąży zabieg chirurgiczny polegający na umieszczeniu nici dookoła szyjki macicy, jeżeli istnieje ryzyko jej zbyt łatwego otwarcia. ) itp.). A może częścią rozwiązania jest mikrobiota pochwy kobiety?

Taką hipotezę postawiła grupa badaczy obserwujących 152 ciężarne Chinki wykazujące wysokie ryzyko poronienia. Poddali oni analizie wymazy z ich pochew pobrane na początku ciąży (przed upływem 16 tygodni), a następnie między 16. a 24. tygodniem.

Ryzyko związane z L. iners

Z obserwacji tych kobiet wynika, że mikrobiota pochwy zdominowana przez Lactobacillus iners przed 16. tygodniem ciąży idzie w parze z podwyższonym ryzykiem przedwczesnego porodu. Jak wyjaśnić ten związek? Zdaniem autorów mikrobiota pochwy zdominowana przez L. iners jest mniej stabilna niż mikrobiota zdominowana przez bakterię L. crispatus, ponieważ ma tendencję do łatwej ewolucji w kierunku mikrobioty, w której pożyteczny rodzaj Lactobacillus nie jest już niepodzielnym władcą. Innymi słowy, jest ona w mniejszym stopniu zdolna do trzymania chorobotwórczych bakterii z daleka, co już wykazano w stosunku do paciorkowca grupy B.

Niemniej tego związku między L. iners a przedwczesnymi porodami nie stwierdzono w okresie od 16. do 24. tygodnia ciąży, co podkreśla, że wszystko rozgrywa się na początku ciąży. Oznacza to, że być może kiedyś dokonywane będą interwencje w mikrobiotę pochwy, aby podjąć próbę zmniejszenia ryzyka nawrotu przedwczesnego porodu. Przypomnijmy, że ten rodzaj interwencji to już nie science fiction: trzydziestoletnia matka, u której po urodzeniu pierwszego dziecka następowało jedno poronienie za drugim, skorzystała z transplantacji mikrobioty pochwy i ponownie została matką!

Kiedy mówimy o niepłodności (sidenote: Niepłodność Stan męskiego lub żeńskiego układu rozrodczego definiowany jako niemożność poczęcia dziecka po co najmniej 12 miesiącach regularnego współżycia seksualnego bez stosowania środków antykoncepcyjnych. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/infertility
  ) i medycznie wspomaganym rozrodzie, często myślimy o podróży pełnej nadziei, oczekiwań… a czasem rozczarowań. Wśród proponowanych technik znajduje się transfer mrożonych zarodków, który polega na umieszczeniu w macicy zarodka wcześniej poczętego w laboratorium poprzez zapłodnienie in vitro (sidenote: Zapłodnienie in vitro Technika medycznie wspomaganego rozrodu, podczas której zapłodnienie odbywa się w laboratorium, w probówce („in vitro”), a nie w macicy kobiety – komórki jajowe pobrane od kobiety po stymulacji hormonalnej umieszcza się w pożywce wraz z plemnikami pobranymi od mężczyzny. Zarodki poczęte w laboratorium są następnie przenoszone do macicy przyszłej matki przez pochwę. Jeśli zarodek się zagnieździ, rozpoczyna się ciąża. https://www.service-public.fr/particuliers/vosdroits/F31462
https://medclinics.com/fr/fiv/
https://www.fiv.fr/fecondation-fiv/ ) , a następnie zamrożonego i w końcu umieszczonego w macicy.

Cel? Implantacja tego zarodka, a tym samym początek długo oczekiwanej ciąży. Jednak w praktyce nie jest to automatyczne: tylko 41% pobranych komórek jajowych prowadzi do ciąży u kobiet poniżej 35. roku życia.

+52% ciąż dzięki bakterii Lactobacillus

W tym kontekście każda pomoc ma znaczenie. I może się okazać, że jednym z nich jest mikrobiota, która jest już powiązana z niepłodnością kobiet i niepłodnością męską oraz poronieniami. Czy może ona również sprzyjać implantacji embrionów w przypadku wspomaganego rozrodu? W badaniu przeprowadzonym w Stanach Zjednoczonych wzięło udział 87 kobiet, które skorzystały z transferu zamrożonych embrionów. Przeanalizowano ich mikrobiotę pochwy w momencie transferu, aby sprawdzić, czy ma ona wpływ na wyniki.

Wynik: u kobiet, których pochwa była w dużej mierze zdominowana przez bakterie Lactobacillus, w szczególności gatunki Lactobacillus crispatus lub L. gasseri, szanse na ciążę były o 52% wyższe! Dwie trzecie kobiet, które zaszły w ciążę po transferze zarodka, miało w pochwie ponad 80% bakterii Lactobacillus.

Natomiast kobiety, których mikroflora zawierała więcej bakterii oportunistycznych, takich jak Enterobacteriaceae lub Streptococcus, miały mniejsze szanse na zajście w ciążę. Jednak ani bogactwo, ani różnorodność flory nie były związane z sukcesem zabiegów medycznie wspomaganego rozrodu: to właśnie rodzaj bakterii ma znaczenie.

Wyjaśnienie różnic etnicznych?

Inną interesującą kwestią poruszoną w badaniu są różnice etniczne. Autorzy zadbali o uwzględnienie kobiet pochodzenia latynoskiego, które stanowią 19% populacji amerykańskiej, ale często są pomijane w badaniach.

Wyniki pokazują, że w ich przypadku wskaźnik ciąż był niższy. Jednak ich mikrobiota pochwy jest rzadziej zdominowana przez korzystne bakterie Lactobacillus w porównaniu z kobietami rasy białej niebędącymi Latynoskami. Związek ten wymaga zbadania i może częściowo wyjaśniać niższy wskaźnik powodzenia transferu zamrożonych zarodków w społeczności latynoskiej.

Anoreksja to choroba psychiczna należąca do kategorii zaburzeń odżywiania.  Może mieć poważne konsekwencje dla zdrowia i wiąże się z dużym ryzykiem przejścia w postać przewlekłą, a także zgonu. Anoreksja charakteryzuje się dobrowolnym odmawianiem spożywania jedzenia, co prowadzi do znacznej utraty wagi. Często towarzyszą jej bulimia, lęk i zaburzenia zachowania sprzyjające innym chorobom.

Psychoterapia w połączeniu z ponownym żywieniem jest zalecanym sposobem leczenia w celu przywrócenia normalnego odżywiania. Istnieją jednak różnice w reakcjach poszczególnych pacjentów, przy czym utrzymywać się mogą niektóre objawy zaburzeń odżywiania (bulimia, lęk).

Jak mikrobiota wpływa na funkcje poznawcze

W 2023 r. psychiatrzy z Uniwersytetu w Grazu w Austrii wykazali istnienie zaburzeń uczenia się implicytnego (nieświadomego przyswajania wiedzy), które mogą częściowo wyjaśniać brak reakcji na leczenie. W nowym badaniu ten sam zespół sugeruje, że zaburzenie to może być związane z mikrobiotą.²

Wiemy, że mikrobiota jelitowa wpływa na funkcje poznawcze poprzez oś jelito-mózg (sidenote: Oś jelito-mózg Dwukierunkowa sieć komunikacyjna między jelitami a mózgiem, która umożliwia jelitom i mózgowi komunikację za pośrednictwem trzech różnych ścieżek:
1. drogą neuronalną (neurony) – głównie przez nerw błędny i jelitowy układ nerwowy,
2. szlak hormonalny – poprzez wydzielanie hormonów takich jak kortyzol, adrenalina i serotonina
3. szlak układu odpornościowego – poprzez modulowanie cytokin.
  Oś jelito-mózg wpływa między innymi na nasze zachowanie, funkcje poznawcze (pamięć), emocje, nastrój, pragnienia, percepcję… i ból. ) . Oś ta moduluje układ neuroendokrynny, w szczególności oś podwzgórze-przysadka-nadnercza regulującą reakcje na stres i produkcję kortyzolu. Układ nerwowy jelitowy bierze również udział w dwukierunkowej komunikacji z autonomicznym układem nerwowym i nerwem błędnym, podobnie jak neuroprzekaźniki (GABA, dopamina, serotonina itp.) wytwarzane przez mikrobiotę.

Wychodząc od tej obserwacji, austriaccy naukowcy porównali zdolności zapamiętywania i uczenia się implicytnego oraz mikrobiotę 15 pacjentek cierpiących na anoreksję z mikrobiotą 13 zdrowych kobiet z grupy kontrolnej.

Gorsze wyniki w nauce związane z mniej zróżnicowaną mikrobiotą

Wyniki pokazują, że w grupie osób cierpiących na anoreksję:

• wyniki w zakresie uczenia się implicytnego są gorsze niż w grupie kontrolnej osób zdrowych, podczas gdy wyniki w zakresie zapamiętywania są podobne;
• mikrobiota jelitowa charakteryzuje się zwiększoną obecnością bakterii Akkermansia muciniphila, podczas gdy w grupie kontrolnej częściej występowały gatunki bakterii produkujące krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA (sidenote: Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są źródłem energii (paliwa) dla komórek organizmu, współdziałają z układem odpornościowym i biorą udział w komunikacji między jelitami a mózgiem. Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) ), w szczególności Faecalibacterium.

W ujęciu ogólnym im wyższe wyniki uczenia się implicytnego, tym większa różnorodność mikroorganizmów i większa liczba różnych gatunków: 

• wysoki wynik był związany ze wzrostem liczby Actinobacteria, w szczególności Bifidobacteria, mikroorganizmów niezbędnych do komunikacji między jelitem a mózgiem, które mogą zmniejszać lęk poprzez szlaki nerwu błędnego, a tym samym wpływać na procesy uczenia się; 
• niski wynik był natomiast powiązany ze wzrostem liczby bakterii Lachnospiraceae, które w kilku badaniach powiązano z zaburzeniami depresyjnymi, które mogą zmieniać funkcjonowanie mózgu i uczenie się implicytne.

W kierunku nowych dróg terapeutycznych

Pomimo swoich ograniczeń (mała próba, nieuwzględnienie czynników żywieniowych i poziomu wykształcenia, brak mężczyzn) badanie to jest obiecujące. Otwiera drzwi do nowych możliwości terapeutycznych w leczeniu zaburzeń takich jak anoreksja.

Restrykcyjne jedzenie, niezdrowy strach przed przybraniem na wadze, obsesja na punkcie kalorii, zaprzeczanie szczupłości, bulimia, lęk, depresja anoreksja jest poważnym zaburzeniem odżywiania, które ma znaczący wpływ na zdrowie pacjenta, ponieważ wpływa zarówno na zachowanie, jak i ciało. Jest również szczególnie trudna w leczeniu (patrz ramka).

Osoby dotknięte chorobą często mają upośledzone funkcje poznawcze, w szczególności pewne zdolności uczenia się niezbędne do adaptacji behawioralnej, co może spowolnić powrót do zdrowia.

Z nowego badania wynika, że zaburzenie to może być związane ze zmianami w mikrobiocie jelitowej. ⁴

Mniej zróżnicowana mikrobiota

Autorzy, naukowcy z Uniwersytetu w Grazu w Austrii, włączyli do badania 15 pacjentek cierpiących na anoreksję i 13 zdrowych kobiet z grupy kontrolnej. Wszystkie zostały poddane testom mającym na celu ocenę ich zdolności do „uczenia się implicytnego” (patrz ramka). Jednocześnie analizowano ich kał w celu określenia składu ich mikrobioty jelitowej.

Obliczenia naukowców potwierdzają, że pacjentki cierpiące na anoreksję mają niższe wyniki w zakresie uczenia się implicytnego niż zdrowe ochotniczki. Najciekawsze jest jednak to, że wyniki te są powiązane ze składem mikrobioty: im wyższe wyniki, tym bardziej zróżnicowane mikroorganizmy.

Kiedy mikrobiota jelitowa powoduje zaburzenia w funkcjonowaniu mózgu

Jak można wyjaśnić ten wynik? Wiemy, że mikrobiota jelitowa wpływa na funkcjonowanie mózgu poprzez oś jelita-mózg.Może na przykład modyfikować reakcje na stres lub wytwarzać przekaźniki mózgowe (dopaminę, serotoninę itp.), które mogą wpływać na zdolność uczenia się.

W tym badaniu :

Wysoki wynik w zakresie zdolności uczenia się był na przykład powiązany ze wzrostem liczby bakterii z rodzaju Bifidobacteria, które są niezbędne do komunikacji między jelitami a mózgiem. Może to zmniejszyć niepokój, a tym samym wpłynąć na proces uczenia się.

Niski wynik był natomiast powiązany ze wzrostem liczby bakterii Lachnospiraceae, które w kilku badaniach powiązano z zaburzeniami depresyjnymi które mogą zmieniać funkcjonowanie mózgu i uczenie się implicytne. Efekty te wskazują na silny związek między mikrobiotą, zachowaniem i zdrowiem psychicznym w chorobach takich jak anoreksja.

W kierunku leczenia anoreksji opartego na probiotykach?

Odkrycie to jest szczególnie interesujące, ponieważ może stanowić wyjaśnienie faktu, że psychoterapia, która częściowo opiera się na uczeniu się implicytnym, nie zawsze jest skuteczna w leczeniu pacjentów z anoreksją. Jeśli zostanie to potwierdzone, pewnego dnia możliwe będzie stosowanie probiotyków zawierających bifidobakterie w celu poprawy leczenia anoreksji. Stabilizując oś jelita-mózg, mogą one pomóc kobietom w powrocie do normalnego odżywiania.

Przez lata społeczność naukowa zbierała dowody na to, że nasze jelita i mózg są w ciągłej komunikacji. Koncepcja ta znana jest jako oś jelita-mózg^{1, 2}. Zauważyliśmy, że skład mikrobioty jelitowej różni się u pacjentów z chorobą Alzheimera³, a ta dysbioza może przyczyniać się do neurozapalenia, które napędza chorobę^{4, 5}.

Dokładne szczegóły nie są jednak jasne. Patrzyliśmy na las, ale przełomowe nowe badanie⁶ przybliża poszczególne drzewa, a to, co ujawnia, może zasadniczo zmienić sposób, w jaki podchodzimy do tej wyniszczającej choroby neurodegeneracyjnej, jaką jest choroba Alzheimera.

Poza mózgiem: nie ogólna różnorodność, ale specyficzna tożsamość drobnoustrojów

Co, jeśli pierwsze oznaki choroby Alzheimera nie są związane z funkcjami poznawczymi, ale ze składem mikrobioty? Przełomowe badanie opublikowane w Alzheimer's Research & Therapy dostarcza przekonujących dowodów na to, że klucz do zrozumienia i być może pewnego dnia zdiagnozowania pogorszenia funkcji poznawczych w życiu pacjentów dotkniętych chorobą Alzheimera może leżeć w określonych gatunkach bakterii zamieszkujących nasze jelita.

Wykorzystując metagenomikę shotgunową (sidenote: Metagenomika shotgunowa Jest to metoda sekwencjonowania o wysokiej rozdzielczości polegająca na analizowaniu całego materiału genetycznego każdego drobnoustroju w próbce. W przeciwieństwie do starszych technik, które umożliwiają identyfikację rodzin bakterii, pozwala na precyzyjną identyfikację aż do poziomu gatunku i ujawnia funkcjonalne geny, jakie te bakterie posiadają. ) o wysokiej rozdzielczości u pacjentów z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi (MCI) (sidenote: Łagodne zaburzenia poznawcze (MCI) MCI jest etapem klinicznym pomiędzy oczekiwanym spadkiem funkcji poznawczych związanym z normalnym starzeniem się a poważniejszym pogorszeniem funkcji poznawczych w wyniku demencji. Osoby z MCI mają zauważalne problemy z pamięcią lub myśleniem, ale nadal mogą wykonywać większość codziennych czynności, co stanowi krytyczny okres dla interwencji i badań. ) , krytycznym stadium pośrednim, naukowcy odkryli, że nie ma znaczącej różnicy w ogólnej różnorodności mikrobioty jelitowej w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej. Zamiast tego kluczową różnicą była tożsamość poszczególnych mikroorganizmów. W badaniu wskazano 59 konkretnych gatunków mikroorganizmów, których obecność lub brak był bezpośrednio powiązany z MCI, blaszkami amyloidowymi i poziomem białka tau (sidenote: Białko tau Tau jest białkiem, które normalnie stabilizuje wewnętrzny system transportowy, czyli mikrotubule, w komórkach nerwowych mózgu. W chorobie Alzheimera ulega ono nieprawidłowej fosforylacji i agreguje się w splątki neurofibrylarne wewnątrz neuronów, prowadząc do dysfunkcji komórek i ich śmierci. ) , czyli głównymi cechami patologicznymi choroby Alzheimera. Pokazuje to, że nie chodzi o wielkość armii mikroorganizmów, ale o to, którzy konkretni żołnierze znajdują się na pierwszej linii frontu.

Zaskakująca rola dwóch bakterii z rodzaju Bacteroides: dlaczego szczegóły na poziomie gatunku zmieniają zasady gry

W tym miejscu odkrycia dotyczące biomarkerów jelitowych naprawdę zmieniają paradygmat. Badanie wykazało, że różne gatunki w obrębie tego samego rodzaju mogą mieć przeciwstawny wpływ na zdrowie mózgu. Na przykład obecność gatunku Bacteroides eggerthii wiązała się ze zmniejszonym ryzykiem wystąpienia MCI. Jednak inny gatunek, Bacteroides thetaiotaomicron, był powiązany z wyższym ryzykiem.

Jest to kluczowe odkrycie, ponieważ pokazuje, że we wcześniejszych badaniach opartych na sekwencjonowaniu o niższej rozdzielczości, które pozwalało identyfikować bakterie tylko na poziomie rodzaju, być może pominięto najważniejszy element. To tak, jakby wiedzieć, że ktoś jest „ssakiem”, nie wiedząc, czy to mysz czy lew. Ta specyficzna dla gatunku aktywność jest fundamentalnym spostrzeżeniem, które zmusi naukowców do stosowania bardziej precyzyjnych metod.

W kierunku funkcjonalnych biomarkerów: ochronna rola Akkermansia

Badanie wykracza poza zwykłą korelację, ponieważ identyfikuje bakterie, które nie tylko są obecne, ale są funkcjonalnie związane ze zdrowiem mózgu. Jeden ze zidentyfikowanych korzystnych gatunków, Akkermansia muciniphila, był ujemnie skorelowany z obciążeniem amyloidowym. Jest to istotne, ponieważ wiadomo, że Akkermansia wytwarza metabolity, które wzmacniają barierę jelitową i mają działanie przeciwzapalne⁷. Badania te wskazują, że jego rola może być jeszcze bardziej bezpośrednia, potencjalnie wpływając na metabolizm energetyczny mózgu i chroniąc przed gromadzeniem się toksycznych białek, takich jak białko tau.

Identyfikacja specyficznych gatunków pro- i przeciwzapalnych powiązanych bezpośrednio z poziomami amyloidu i tau otwiera drzwi do opracowania wysoce czułych biomarkerów metabolicznych^{8, 9, 10}, potencjalnie umożliwiając diagnozę na etapie MCI, na długo przed wystąpieniem nieodwracalnego uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego.

Od lat wiemy, że nasze jelita i mózg pozostają w ciągłym kontakcie. Ta „oś jelita-mózg" jest powodem, dla którego możesz odczuwać „motyle w brzuchu”, gdy się denerwujesz. Nowe, przełomowe badanie ¹ wskazuje, że związek ten jest znacznie ważniejszy, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy, ujawniając, że najwcześniejsze wskazówki dotyczące choroby Alzheimera mogą wcale nie znajdować się w mózgu, ale być ukryte wśród bilionów bakterii żyjących w naszych jelitach.

Nie chodzi o wielkość tłumu, ale o to, kto się w nim znajduje

Naukowcy uważali wcześniej, że problemem w przypadku choroby Alzheimera jest ogólna utrata różnych rodzajów bakterii jelitowych – podobnie jak w przypadku ogrodu, który staje się mniej różnorodny. Nowe badania wykazały jednak coś zupełnie innego. U osób z wczesną utratą pamięci (u których zdiagnozowano łagodne zaburzenia poznawcze (MCI) (sidenote: Łagodne zaburzenia poznawcze (MCI) MCI jest etapem klinicznym pomiędzy oczekiwanym spadkiem funkcji poznawczych związanym z normalnym starzeniem się a poważniejszym pogorszeniem funkcji poznawczych w wyniku demencji. Osoby z MCI mają zauważalne problemy z pamięcią lub myśleniem, ale nadal mogą wykonywać większość codziennych czynności, co stanowi krytyczny okres dla interwencji i badań. ) ogólna liczba typów bakterii była prawidłowa.

Prawdziwym problemem była zmiana w składzie konkretnych bakterii. W badaniu zidentyfikowano 59 precyzyjnych typów bakterii, potencjalnych biomarkerów, które były bardziej lub mniej powszechne u osób, u których wystąpiły objawy choroby Alzheimera. To pokazuje nam, że nie chodzi o mniejszą liczbę bakterii, ale o to, że dominują niewłaściwe bakterie.

Bohaterowie i złoczyńcy jelit mogą wyglądać podobnie

W tym miejscu historia staje się naprawdę fascynująca. Badanie wykazało, że dwie bakterie z dokładnie tej samej rodziny mogą mieć całkowicie przeciwstawne skutki. Można to porównać do rodziny z „dobrym bliźniakiem” i „złym bliźniakiem”. Jedna z bakterii, o nazwie Bacteroides eggerthii, była powiązana z niższym ryzykiem problemów z pamięcią, działając jak bohater dla mózgu. Ale jej bliski krewny, Bacteroides thetaiotaomicron, był powiązany z wyższym ryzykiem, działając jak czarny charakter. Jest to kluczowe odkrycie, ponieważ oznacza, że w poprzednich badaniach naukowych, w ramach których nie odróżniano tych „spokrewnionych” bakterii, pomijano najważniejsze szczegóły niezbędne do zrozumienia choroby.

Jakie są etapy choroby Alzheimera?

W kierunku nowej przyszłości wczesnego wykrywania

Co to wszystko oznacza dla nas? Badania te torują drogę nowemu, rewolucyjnemu podejściu do diagnozowania choroby Alzheimera. Identyfikując „dobrą” bakterię o nazwie Akkermansia muciniphila, która została powiązana z mniejszą ilością toksycznego białka amyloidowego (sidenote: Toksyczne białko amyloidowe Amyloidy są agregatami białek które łączą się ze sobą. W niektórych chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, blaszki amyloidowe tworzą się z agregatów nieprawidłowo zwiniętych białek, składających się głównie z białka beta-amyloidu. Blaszki te tworzą się wokół neuronów i uniemożliwiają im prawidłowe. https://emedicine.medscape.com/article/335414-overview ) występującego w mózgach pacjentów z chorobą Alzheimera, naukowcy tworzą „odcisk palca” zdrowego jelita.

Pewnego dnia być może będziemy w stanie wykorzystać prostą próbkę kału do sprawdzenia obecności tych konkretnych bakterii – bohaterów i złoczyńców. Może to pomóc w wykryciu ryzyka choroby Alzheimera u danej osoby wiele lat wcześniej niż obecnie, dając kluczową szansę na ochronę zdrowia mózgu poprzez dietę i styl życia.

Mikrobiota pochwy – złożony ekosystem bakterii zasiedlających pochwę – ma kluczowe znaczenie dla zdrowia kobiet, również ciężarnych. Na przykład obecność większej ilości rodzaju Lactobacillus zdaje się zmniejszać liczbę poronień.

Wśród różnych zawartych w mikrobiocie pochwy gatunków Lactobacillus najbardziej intrygujący jest Lactobacillus iners obecny w mikrobiocie zarówno zdrowej, jak i patologicznej, co nasuwa pytania o jego rolę. Badanie przeprowadzone z udziałem 91 Chinek będących w trzecim trymestrze ciąży rzuca na to zagadnienie nowe światło.

L. iners częściej występuje u zdrowych kobiet

Badanie to wykazało, że u połowy zdrowych kobiet w pochwie występuje mikrobiota zdominowana przez L. iners, natomiast wśród kobiet chorych (na cukrzycę ciążową (sidenote: Cukrzyca ciążowa Cukrzyca ciążowa zwana niekiedy cukrzycą ciężarnych: cukrzyca ciążowa może wystąpić podczas ciąży u kobiet, które nie chorują na cukrzycę, zwykle około 24. tygodnia. Diagnostykę przeprowadza się na ogół między 24. a 28. tygodniem. Choroba pojawia się, gdy organizm nie jest w stanie wytwarzać w ciąży dostatecznej ilości insuliny – hormonu umożliwiającemu przenikanie cukru (glukozy) z krwi do komórek, gdzie jest on wykorzystywany jako źródło energii. W rezultacie poziom cukru we krwi jest wyższy od normalnego. W Stanach Zjednoczonych co roku od 5% do 9% ciężarnych zapada na cukrzycę ciążową. Właściwe leczenie cukrzycy ciążowej pozwala zapewnić prawidłowy przebieg ciąży i narodziny zdrowego dziecka. CDC ) , powikłania ciąży itp.) taką mikrobiotę ma mniej niż jedna na trzy.

I odwrotnie: mikrobiota zdominowana przez L. crispatus jest częstsza u chorych przyszłych matek – ten typ mikrobioty występuje nawet u 57% kobiet cierpiących na cukrzycę ciążową.

Czy częstsze występowanie, a także większa obfitość L. iners u zdrowych kobiet w ciąży tłumaczy dobry stan ich zdrowia? Tak przypuszczają badacze. Więcej L. iners to bowiem więcej wytwarzanych przez tę bakterię pożytecznych cząsteczek pochodzenia mikroorganicznego. Wspomnijmy choćby bardziej intensywną biosyntezę cząsteczki o nazwie tetrahydrofolian, która pod koniec ciąży pomaga trzymać stan zapalny w ryzach.

Różne szczepy L. iners

Poszczególne szczepy L. iners nie są jednak sobie równe. Wśród siedmiu szczepów wykrytych u kobiet ciężarnych trzy szczepy związane z bakteryjnym zapaleniem pochwy (sidenote: Bakteryjne zapalenie pochwy Bakteryjne zapalenie pochwy (BV) to rodzaj zapalenia pochwy spowodowanego brakiem równowagi wśród gatunków bakterii normalnie bytujących w pochwie. ) okazały się szczególnie skuteczne w tworzeniu budzących lęk biofilmów, w których mnożą się patogeny. Cztery szczepy (jedne są związane z zapaleniem pochwy, inne nie) wykazują zdolność do inhibicyjnego działania na wzrost chorobotwórczej Gardnerella vaginalis. Krótko mówiąc, każdy szczep L. iners ma swoją specyfikę i na pewno jeszcze niejedną niespodziankę przed nami kryje. Niektóre szczepy mogą jednak pomóc w utrzymaniu stabilności ekosystemu pochwy kobiet w ciąży.

Różne profile mikrobioty pochwy 

Mikrobiotę pochwy podzielono na 5 typów zwanych CST (community state types): trzy korzystne (w których dominują odpowiednio Lactobacillus crispatus, Lactobacillus gasseri lub Lactobacillus jensenii), jeden niekorzystny i jeden (CSTIII) zdominowany przez L. iners, której znaczenie dla zdrowia pochwy jest jeszcze przedmiotem dyskusji. Charakter tej bakterii jest bowiem niejednoznaczny: o ile, jak się wydaje, jest integralną częścią zdrowej mikrobioty pochwy, to – paradoksalnie – obficie występuje również w stanach chorobowych i dysbiotycznych. Bierze nawet udział w kolonizacji przez streptokoka z grupy B podczas ciąży.

Więcej L. iners u zdrowych przyszłych matek

Aby lepiej zrozumieć związki między mikrobiotą a zdrowiem pochwy, chińscy badacze przyjrzeli się szczególnemu przypadkowi kobiet ciężarnych (w trzecim trymestrze), zdrowych (34 kobiety) lub ze schorzeniami (61 kobiet z cukrzycą ciążową, powikłaniami, infekcją itp.).
Wyniki podkreślają ciągłą dominację Lactobacillus i utrzymujące się zróżnicowanie alfa u wszystkich przyszłych matek

Przede wszystkim jednak typ zdominowany przez L. iners występował rzadziej u kobiet chorych (31,15%) niż u zdrowych (50%). Ponadto gatunek L. iners był względnie bardziej obfity (pod względem procentowego udziału wśród stwierdzonych gatunków) u kobiet zdrowych. 

Zmiana szlaków metabolicznych

Obecność większa ilości L. iners u zdrowych kobiet ciężarnych idzie w parze z nadmierną ekspresją szlaków metabolicznych sprzyjających prawidłowej ciąży – różnoraki wpływ może wywierać na przykład biosynteza tetrahydrofolianu (sidenote: Tetrahydrofolian będący pochodną kwasu foliowego koenzym uczestniczący przede wszystkim w syntezie zasad azotowych – puryn i pirymidyn – tworzących kwasy nukleinowe (DNA i RNA) składające się na materiał genetyczny. Tetrahydrofolian bierze też udział w syntezie aminokwasów takich jak metionina, histydyna i seryna. ) (synteza folianów przez mikroorganizmy, lekko prozapalny stan).

Z obecnością tej bakterii w podwyższonej ilości u zdrowych kobiet wiążą się też szlaki syntezy glikozylotransferazy (sidenote: Glikozylotransferaza enzym membrany katalizujący łączenie węglowodanu z białkiem. W wyniku tego procesu powstaje glikoproteina. W przypadku bakterii chorobotwórczych glikoproteiny te uczestniczą w różnych etapach procesu infekcji.

Źródło: Tomás JM, Fulton KM, Twine SM et al. Generation of Null Mutants to Elucidate the Role of Bacterial Glycosyltransferases in Bacterial Motility. J Vis Exp. 2022 Mar 11;(181). ) i oporność na antybiotyki w porównaniu z kobietami cierpiącymi na różne stany chorobowe. Mechanizmy te mogą odzwierciedlać dynamiczną adaptację mikrobioty do środowiska odpornościowego i hormonalnego typowego dla trzeciego trymestru ciąży.
 

Siedem bardzo różnych szczepów L. iners 

Bardziej zaawansowane analizy wykazują, że nie wszystkie L. iners są jednakowe. Wśród siedmiu szczepów tego gatunku zidentyfikowanych przez autorów trzy związane z bakteryjnym zapaleniem pochwy (cztery szczepy są związane z dobrym stanem zdrowia) okazały się skuteczniejsze pod względem tworzenia biofilmu dzięki genom kodującym uczestniczące w tym procesie białka. Zespół badawczy wykazał również, że pięć z siedmiu zidentyfikowanych szczepów (niezależnie od tego, czy są związane z bakteryjnym zapaleniem pochwy, czy nie) działa inhibicyjnie na wzrost patogenu G. vaginalis odgrywającego rolę w przedwczesnych porodach.

Wyniki te sugerują, że L. iners może działać ochronnie zależnie od warunków otoczenia i uczestniczących w tym procesie szczepów. Mikrobiota zdominowana przez niektóre szczepy L. iners może zatem sprzyjać zapobieganiu powikłaniom związanym z uporczywą dysbiozą.

Zapoznaj się z najnowszymi odkryciami dotyczącymi warunków sprzyjających zrównoważonej mikrobiocie pochwy: