Mikrobiota ludzka jest znana jako czynnik kluczowy dla stanu zdrowia gospodarza.  Zasiedla ona przewód pokarmowy (70%), skórę, drogi oddechowe, część ustną gardła, drogi moczowe oraz płciowe. Wydaje się, że mikrobioty te, złożone z różnych mikroorganizmów, bytują w swoich niszach. Wygląda jednak na to, że dysbioza jednej z nich odbija się na innych, powodując metaboliczne, zapalne, odpornościowe, nowotworowe, kognitywne, degeneracyjne i genetyczne stany chorobowe. Autorów tego przeglądu zainteresowały osie komunikacji łączące poszczególne siedliska mikrobioty ludzkiej w kontekście badania związku między dysbiozą a stanem chorobowym.

Mikrobiota – system osi komunikacji zorganizowanych wokół mikrobioty jelitowej?

Mechanizmy komunikacji między mikrobiotami

Wzajemne powiązania między różnymi mikrobiotami może tłumaczyć kilka mechanizmów, między innymi wymienione poniżej:

• Ogólnoustrojowe rozprowadzanie metabolitów immunomodulacyjnych pochodzących z fermentacji błonnika, zwłaszcza krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA). Za pośrednictwem układu krążenia metabolity te mogą docierać do innych mikrobiot. Gromadzenie się SCFA w drogach oddechowych może na przykład powodować stan zapalny płuc i nadwrażliwość na alergeny. 
• Ogólnoustrojowe krążenie fragmentów bakterii, zwłaszcza zewnątrzkomórkowych pęcherzyków bakteryjnych. 
• Migracja całych bakterii:
  • z powodu bliskości (na przykład jamy ustnej i dróg oddechowych lub dróg moczowych i płciowych),
  • z powodu przenikania ogólnoustrojowego w przypadku utraty szczelności jednej z barier nabłonkowych (zwłaszcza translokacji jelitowej).

Dojrzewanie mikrobioty jelitowej zaczyna się natychmiast po urodzeniu. Jest ono kontynuowane przez pierwsze lata życia równolegle z dojrzewaniem układu odpornościowego. Powstanie mikrobioty jelitowej i rozwój układu odpornościowego mają podlega wpływom w okresie prenatalnym. Smółka – pierwszy stolec noworodka – zawiera metabolity wytworzone w okresie płodowym. Odzwierciedla ona wpływ czynników okołoporodowych, ponieważ zaczyna powstawać w 16. tygodniu ciąży. Jest wyjściowym surowcem dla początkowej mikrobioty dziecka. Dlatego podjęte zostało badanie stanowiące próbę znalezienia związku między cechami metabolicznymi smółki, dojrzewaniem mikrobioty i rozwojem układu odpornościowego.

Mniejsza dojrzałość, więcej atopii

Po przeanalizowaniu (16S rRNA) stolca pobranego od 950 dzieci z kanadyjskiej kohorty CHILD (Canadian Healthy Infant Longitudinal Development) w wieku 3 miesięcy i 1 roku badacze sporządzili wstępny bilans: mikrobiota jelitowa przyszłych alergików jest mniej dojrzała jeszcze zanim atopia się pojawi. 212 niemowląt, u których w wieku 1 roku wystąpiła atopia, już w wieku 3 miesięcy miało mikrobiotę mniej dojrzałą niż niemowlęta, których atopia nie dotknęła. Względna obfitość 13 z 15 taksonów o największym udziale w dojrzewaniu mikrobioty była mniejsza u niemowląt dotkniętych atopią.

Wpływ czynników prenatalnych

Aby poznać źródła tej różnicy poziomów dojrzałości badacze cofnęli się w czasie i zanalizowali próbki smółki pochodzące od podgrupy liczącej 100 dzieci. U tych, które później dotknęła atopia, zaobserwowali mniejsze zróżnicowanie mikrobioty. Mniejsze było również zróżnicowanie metaboliczne – mniej było cząstek związanych z metabolizmem aminokwasów, witamin i hormonów. Sugeruje to, że różnice wpływające na rozwój mikrobioty, a w ostatecznym rozrachunku na rozwój układu odpornościowego, występują już w chwili urodzenia. Wystąpienie atopii w wieku 1 roku ma związek jednocześnie ze smółką uboższą w metabolity w chwili urodzenia i ze zmniejszeniem zróżnicowania oraz dojrzewaniem mikrobioty w początkowym okresie życia. Zasugerowany został możliwy mechanizm tego zjawiska: odzwierciedlające wpływ czynników prenatalnych metabolity smółki są metabolizowane i poddawane fermentacji przez bakterie. Tak więc, okres płodowy rzutuje na mikrobiotę jelitową istniejącą w początkowym okresie życia i, w ostatecznym rozrachunku, na rozwój układu odpornościowego.

Smółka nie jest sterylna:

Zapobieganie... i prognozowanie?

Lepsze poznanie prenatalnych determinant składu smółki oraz bezpośredniego i pośredniego wpływu jej metabolitów na rozwój układu odpornościowego i kolonizację bakteryjną u noworodków może pozwolić na przewidywanie rozwoju podatności na alergie. A nawet prognozowanie jej ryzyka w oparciu o profil metaboliczny, chociaż pierwsze przeprowadzone przez naukowców próby (uwzględniające łącznie dane smółki oraz dane kliniczne matki i dziecka) dają wyniki zachęcające, ale jeszcze niezbyt precyzyjne.

Publikacja artykułów naukowych pozwala badaczom informować o dokonywanych przez nich odkryciach. System recenzji gwarantuje jakość publikowanych prac: każdy artykuł zamieszczany w czasopiśmie naukowym godnym tego miana jest najpierw czytany przez innych ekspertów w danej dziedzinie, którzy mogą odmówić jego publikacji, jeżeli uznają go za błędny lub nieinteresujący, zażądać od autora wprowadzenia poprawek itp. Taka praktyka nie jest jednak powszechna we wszystkich czasopismach...

Drapieżne wydawnictwa otwartego dostępu (predatory journals)

Istnieją czasopisma, które z wydawnictwami naukowymi mają wspólną tylko nazwę: są to drapieżne wydawnictwa otwartego dostępu. Zasada ich działania brzmi następująco: publikujemy artykuł, za który płaci autor, niezależnie od jakości tego artykułu. Problem polega na tym, że sami naukowcy czasami dają się nabrać jako autorzy (niektóre czasopisma nie należące do kategorii drapieżnych żądają partycypacji w kosztach publikacji) lub jako czytelnicy tych artykułów, które uważają za należycie zrecenzowane przez innych naukowców. Amerykanin Jeffrey Beall demaskował te czasopisma^1,2 od 2012 r. Zaproponował listę kryteriów pozwalających je rozpoznawać (zbyt szybkie przyjmowanie artykułów itp.) i stworzył listę czarnych owiec³. Pałeczkę przejęło po nim kilka grup, między innymi predatoryjournals.com. Aby ujawnić zakres tych praktyk, niektórzy autorzy zgłaszają artykuły wręcz groteskowe: za 55 dolarów grupa autorów francuskich i szwajcarskich ośmieszyła jedno z tych wydawnictw, zamieszczając w nim szalony artykuł autorstwa fikcyjnych badaczy, nieistniejących instytutów (Institute for Quick and Dirty Science), posługujący się absurdalną metodologią i zawierający pozbawione sensu wnioski (na przykład postulat wzbogacania soli kuchennej hydroksychlorochiną w celu zmniejszenia liczby wypadków na hulajnodze) oraz humorystyczną bibliografię.

Fabryki artykułów (paper mills)

Jakby tego było mało, świat publikacji naukowych dotknęła druga plaga: fabryki artykułów (paper mills). Dostarczają one za pieniądze autorom, którym brakuje inspiracji, czasu i etyki, ale pragnącym pchnąć swoją karierę naprzód, gotowe artykuły oparte na danych wziętych z sufitu. Artykuły te mogą się pojawiać w klasycznych (nie drapieżnych) czasopismach, przez co trudno je zidentyfikować. Proceder ten przybrał rozmiary przemysłowe – liczba produkowanych artykułów może osiągać tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy.⁴

Odpowiedź w przygotowaniu

Społeczność naukowa organizuje się do walki z drugą z wymienionych plag. W akcji biorą udział naukowcy prowadzący śledztwa na własną rękę, tacy jak mikrobiolog  Elisabeth Bik⁵. W poszukiwaniu podejrzanych tekstów w 2020 r. zdemaskowała ona na swoim blogu⁶ ponad 400 artykułów pochodzących prawdopodobnie z tej samej chińskiej fabryki. Wskazuje również Iran i Rosję. W efekcie wydawcy przyglądają się wskazanym artykułom. Wiele z nich wycofują lub opatrują wzmianką „niepokojący”⁷. Poważni wydawcy są również czujniejsi w stosunku do nowo zgłaszanych artykułów i nie wahają się żądać od autorów dostarczenia surowych danych, aby potwierdzić autentyczność przeprowadzonych badań.

Są podobne do artykułów naukowych, wyglądają jak one, ale nie są to ani artykuły naukowe, ani czasopisma naukowe godne tego miana. Parafraza słynnego hasła reklamowego pewnej marki piwa dobrze oddaje dwie plagi toczące obecnie świat publikacji naukowych: prawie jak czasopisma, prawie jak artykuły, a „prawie” robi wielką różnicę.

Drapieżne wydawnictwa otwartego dostępu (predatory journals)

Zasada działania drapieżnych wydawnictw jest prosta: publikują artykuły, bo ich autorzy za to płacą, a nie dlatego, że jakość tekstu jest dobra. Pozwala to autorom publikować mierne prace, które na to nie zasługują. Umożliwia tez grupom interesu promocję badań stronniczych lub sfałszowanych, a także reklamę produktu (na przykład leku) lub reprezentowanej przez nie branży. Problem polega na tym, że drapieżne wydawnictwa trudno rozpoznać, bo wyglądają wręcz identycznie jak prawdziwe wydawnictwa, od których czasem zapożyczają część nazwy. Nawet dobrzy naukowcy dają się zwieść i publikują w nich dobrej jakości artykuły albo wierzą przeczytanym w tych periodykach złym artykułom. Na szczęście w sieci dostępne są listy tych drapieżnych wydawnictw (na początku 2021 r. obejmowały ponad 14 000 tytułów), publikowane przez wytrwale tropiące je organizacje i naukowców. Można je znaleźć na przykład tutaj: https://predatoryjournals.com.

Fabryki artykułów (paper mills)

Oprócz „prawie jak czasopism” istnieją „prawie jak artykuły” redagowane przez „fabryki artykułów”, których działalność polega na dostarczaniu za opłatą gotowych artykułów autorom dotkniętym brakiem inspiracji albo zastojem kariery. W tym przypadku problem polega na tym, że wyniki badań naukowych są fabrykowane, a dane – całkowicie błędne. Jest to robione tak umiejętnie, że gdzieniegdzie – nawet w bardzo dobrych czasopismach, które zostały oszukane – można przeczytać na przykład artykuł o raku oparty na danych stanowiących czyste science fiction.
 

Elisabeth Bik, holenderska mikrobiolog specjalizująca się w rzetelności naukowej (i w mikrobiocie!), zidentyfikowała ponad 400 fałszywych artykułów opublikowanych w Chinach tylko przez jedną z takich fabryk¹. Zatem – mimo że naukowcy niezmordowanie ścigają czarne owce świata publikacji naukowych – ostrożność jest konieczna, bo każdy może paść ofiarą nadużycia. Mając świadomość istnienia tego procederu, Biocodex Microbiota Institute bardzo starannie wybiera artykuły prezentowane w swoim portalu.

Wykazawszy we wcześniejszym badaniu², że transplantacja mikrobioty fekalnej (FMT) przez 3 miesiące skutecznie poprawia stan pacjentów cierpiących na zespół jelita drażliwego (IBS) w zakresie objawów ze strony narządów jamy brzusznej i zmęczenia, a także jakość życia chorych, badacze postanowili przedłużyć badanie do roku, aby ocenić efekty długofalowe. Taki jest cel nowego badania.

Korzyści utrzymujące się po upływie roku 

Wśród pacjentów dotkniętych IBS 77 spośród 91 osób, które w poprzednim badaniu zareagowały na FMT (zmniejszenie nasilenia IBS o ≥50 punktów), obserwowano przez rok po FMT. 31 spośród tych pacjentów przyjęło transplantację 30 g, a 40 innych pacjentów – 60 g stolca pochodzącego od tego samego „superdawcy”.

Po upływie roku od FMT 86,5% pacjentów z grupy, która otrzymała 30 g, i 87,5% z grupy, której podano 60 g, utrzymało odpowiedź na FMT. Co więcej, objawy ze strony narządów jamy brzusznej i zmęczenie były u nich znacznie mniej nasilone, a jakość życia dużo lepsza po roku niż po 3 miesiącach. Ponadto u 32,4% pacjentów z grupy 30 g i 45% z grupy 60 g po roku wykazywało całkowitą remisję w porównaniu z, odpowiednio, 21,6% i 27,5% po 3 miesiącach (odpowiednio p = 0,1 i p = 0,4). Wszyscy pacjenci, u których wystąpił nawrót (n=10) regularnie przyjmowali leki. Nie ma różnicy między mężczyznami a kobietami ani między poszczególnymi rodzajami IBS pod względem poziomu odpowiedzi i poprawy objawów.

Poprawa zróżnicowania mikrobioty jelitowej

W poprzednim badaniu po upływie miesiąca od FMT wskaźnik dysbiozy (WD) nie poprawił się, ale po roku poprawa została zaobserwowana, co oznacza zwiększenie zróżnicowanie mikrobioty. W grupach, którym podano 30 g i 60 g, po upływie roku od FMT ilość niektórych bakterii znacznie wzrosła; obecność gatunków Bacteroides stercoris, Alistipes spp., Bacteroides spp. i Prevotella spp. była odwrotnie skorelowana z nasileniem IBS i zmęczeniem pacjentów z obu grup, a bakterii Parabacteroides spp – u pacjentów z grupy 60 g. W grupie pacjentów, u których po roku od FMT wystąpił kliniczny nawrót choroby, żaden marker bakteryjny nie uległ istotnej zmianie. Ponadto zmianie uległa także zawartość fekalnych krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych – wzrosła ilość kwasów izomasłowego i izowalerianowego, a zmniejszyła się ilość kwasu octowego – u pacjentów z całkowitą remisją i osób, które odpowiedziały na transplantację, co sugeruje, że po roku od FMT metabolizm mikroorganizmów odszedł u tych pacjentów od schematu fermentacji sacharolitycznej na rzecz schematu fermentacji proteolitycznej. 

Oprócz lekkich, przerywanych bólów brzucha, biegunki i zaparcia występujących przez pierwsze dwa dni po FMT w okresie obserwacji kontrolnej nie zgłoszono żadnych zdarzeń niepożądanych. Podobnie jak w pierwszym badaniu, FMT potwierdziła swój potencjał. Wydaje się ona bardzo obiecująca jako długoterminowa terapia objawów IBS oraz metoda odtworzenia mikrobioty jelitowej.

Nieprawidłowości zwane zaburzeniami neurorozwojowymi, takie jak autyzm czy deficyt uwagi z nadpobudliwością lub bez niej (ADHD) wynikają z zakłóceń występujących w pierwszych miesiącach życia, gdy układ nerwowy (mózg, nerwy, rdzeń kręgowy) dopiero się kształtuje. Ich pochodzenie wciąż jest słabo znane, ale wiadomo, że w ich występowaniu dużą rolę grają liczne czynniki genetyczne i środowiskowe. A jeżeli jednym z nich są antybiotyki?

Oś mózgowo-jelitowa pod lupą

Zdaniem amerykańskich naukowców są poszlaki, które na to wskazują. Na przykład wyraźny wzrost częstotliwości zaburzeń neurorozwojowych w ciągu kilku ostatnich dziesięcioleci; a przecież antybiotyki stały się dostępne dopiero po wojnie. W Stanach Zjednoczonych dzieci przed ukończeniem 2 lat, czyli w okresie krytycznym dla neurorozwoju, średnio trzy razy przyjmują antybiotyki. 

Wiadomo też, że jelito to nasz „drugi mózg” – między tymi organami istnieje oś komunikacyjna. Niedawne badania sugerują, że antybiotyki przyjmowane w dzieciństwie zakłócają tworzącą się mikrobiotę jelitową i że dysbiozy mają związek z różnymi chorobami, w tym neurologicznymi i psychicznymi². 

Badacze przez 3 tygodnie podawali nowo narodzonym myszom bardzo małe dawki penicylin. Porównując mikrobiotę jelitową tych myszy z mikrobiotą myszy nie poddanych leczeniu stwierdzili zmianę jej składu, przede wszystkim spadek ilości „dobrych” bakterii – pałeczek kwasu mlekowego.  Co więcej, w ich korze czołowej zidentyfikowali 74 geny, a w ciele migdałowatym 23 geny funkcjonujące inaczej. Te dwa obszary mózgu mają znaczny udział w funkcjach emocjonalnych i poznawczych. Są też podatne na zaburzenia występujące na wczesnym etapie życia. Naukowcy byli również w stanie wykazać istnienie związku między niektórymi mikroorganizmami obecnymi w mikrobiocie a ekspresją genów w tych obszarach mózgu.

Rolę i wpływ antybiotyków na neurorozwój dziecka trzeba jeszcze zbadać 

Antybiotyki przyjmowane w bardzo wczesnym okresie życia – nawet w małych dawkach – mogą zatem wpływać u myszy na aktywność pewnych genów w obszarach mózgu (korze czołowej i ciele migdałowatym), które u ludzi mają związek z zaburzeniami neurorozwojowymi. Naukowcy są jednak ostrożni: nie wykazali z całą pewnością, czy modyfikacje ekspresji genów wynikają bezpośrednio z antybiotyków, czy z ich wpływu na mikrobiotę. Trzeba również udowodnić znaczenie tych modyfikacji dla neurorozwoju. No, i – oczywiście – wyniki badań na myszach nie muszą dotyczyć człowieka. Przede wszystkim otwierają one drogę kolejnym badaniom.

Coraz więcej wiemy o korelacjach klinicznych i potencjalnej roli mikroorganizmów zawartych w mikrobiocie jelitowej i mikrobiocie guza w mechanizmach zapoczątkowania, wzrostu i przeżycia raka jelita grubego. Droga do wypracowania metod diagnostycznych, zapobiegawczych lub terapeutycznych z udziałem mikrobioty jest jednak jeszcze długa. Wykonano na niej jednak kolejny krok: pewien zespół badawczy wykazał, że aspiryna – środek chemoprewencyjny zalecany przez United States Preventive Services Task Force (sidenote: United States Preventive Services Task Force Niezależny, wolontariacki panel krajowych ekspertów w dziedzinie zapobiegania chorobom i medycyny opartej na dowodach. ) do zapobiegania rakowi jelita grubego – działa specyficznie na związaną z rakiem jelita grubego  bakterię Fusobacterium nucleatum. (sidenote: Fusobacterium nucleatum Zwiększona obecność w ludzkich gruczolakach i raku jelita grubego, odpowiedzialna za proliferację tkanek in vitro i w modelach zwierzęcych. )

Działanie in vitro i in vivo

Amerykańscy naukowcy wykazali, że aspiryna zaburza wzrost szczepu Fn7-1 bakterii F. nucleatum – a nawet go zabija – in vitro, w kulturach tkankowych gruczolaków jelita ludzkiego. W dawkach nie działających inhibicyjnie na wzrost bakterii aspiryna wpływa na ekspresję Fn7-1: 55 genów jest nadregulowanych, a 155 jest niedoregulowanych.

Badacze przeprowadzili również doświadczenia in vivo w celu oceny istotności modulacji F. nucleatum przez aspirynę. Modelowi mysiemu codziennie doustnie podawano Fn7-1 w celu wywołania guza jelit. Pożywienie wzbogacone aspiryną wystarczyło do zahamowania onkogenezy zaobserwowanej u myszy w porównaniu z tymi, które aspiryny nie dostawały. Stwierdzono również ochronne działanie aspiryny w związku z innymi szczepami F. nucleatum, w tym niektórymi wyizolowanymi z tkanek ludzkiego raka jelita grubego. Okazały się one wrażliwsze od szczepu Fn7-1. Natomiast ochrona przed innymi bakteriami związanymi z rakiem jelita grubego – takimi jak enterotoksyczna Bacteroides fragilis i wytwarzająca kolibaktynę Escherichia coli – okazała się znacznie bardziej umiarkowana.

Ilościowy test PCR (sidenote: Ilościowy test PCR  Szczególna metoda PCR (reakcja polimeryzacji łańcuchowej) pozwalająca zmierzyć początkową ilość DNA. ) przeprowadzony na DNA gruczolaków osób przyjmujących codziennie aspirynę wykazał 2 do 3 razy mniejszą obfitość fusobakterii w tych tkankach w porównaniu z pacjentami z grupy kontrolnej. Wynik ten sugeruje, że działanie modulacyjne zaobserwowane in vitro potwierdza się u człowieka. 

Działanie antybiotyczne oprócz przeciwzapalnego

Wszystkie te dane potwierdzają bezpośrednie działanie antybiotyczne aspiryny na szczepy F. nucleatum. Jej ochronne działanie w przypadku gruczolaka i raka jelita grubego wykracza zatem poza jej działanie przeciwzapalne. Uwzględnienie działania aspiryny na mikrobiotę może otwierać obiecujące perspektywy optymalizacji oceny stosunku korzyści do ryzyka jej stosowania w zapobieganiu i leczeniu raka jelita grubego. Niemniej przeciwzapalne działanie aspiryny może nie być wystarczające do całkowitego zatrzymania procesu onkogenezy. Niezbędne są jednak dalsze prace, zanim stanie się możliwe jej wykorzystanie w celu poprawy rokowań w raku jelita grubego, który jest drugą co do częstości przyczyną zgonów na nowotwory na świecie.

Niektórzy widzą przyszłość w fusach z kawy, natomiast naukowcy zaczynają przepowiadać ryzyko wystąpienia alergii ze smółki (sidenote: Smółki Smółka to pierwszy stolec noworodka po urodzeniu. ) – pierwszego, „smolistego” stolca noworodka. Egzema, alergie żywnościowe, astma, katar alergiczny –  dziś prawie co trzecie dziecko jest na coś uczulone. Prowadzące do tego procesy w dużej części mogą zachodzić już przed urodzeniem. Dlatego naukowcy wpadli na pomysł zbadania smółki, która zaczyna powstawać w 16. tygodniu ciąży. 

Czy podatność na alergie zaczyna się podczas ciąży?

Otrzymane przez nich wyniki potwierdzają, że alergia zaczyna się na długo przed wystąpieniem objawów. W wieku 3 miesięcy przyszli alergicy mają mniej zróżnicowaną i mniej dojrzałą mikrobiotę jelitową. Badacze przyjrzeli się zatem wcześniejszemu etapowi życia, a dokładniej pierwszemu stolcowi – słynnej smółce.  Stwierdzili to samo, co u trzymiesięcznych niemowląt: mniejszą różnorodność obecnych w niej bakterii i małe zróżnicowanie wytwarzanych przez te mikroorganizmy cząstek.
Wystąpienie alergii może być zatem spowodowane następującym mechanizmem: podczas ciąży czynniki środowiskowe sprzyjające alergii modyfikują skład smółki, która w chwili urodzenia jest uboższa w metabolity. Pierwsze bakterie kolonizujące przewód pokarmowy żywią się tymi metabolitami, dlatego uboższa smółka prowadzi do mniejszej różnorodności i dojrzałości mikrobioty w początkach życia. 

Zapobieganie... i prognozowanie?

Odkrycia te mają liczne konsekwencje. Z jednej strony, badacze mają nadzieję, że kiedyś będzie można tym alergiom zapobiegać. Oznacza to konieczność lepszego poznania nie tylko czynników wpływających w okresie płodowym na skład smółki, ale także mechanizmu wpływu poszczególnych metabolitów zawartych w smółce na kolonizację organizmu noworodka przez bakterie. Z drugiej strony, mają nadzieję, że w oparciu o skład smółki noworodka będą w stanie przewidzieć ryzyko wystąpienia alergii. Do tego czasu możemy tylko zalecać ciężarnym zdrowy tryb życia podczas ciąży.

Po wykazaniu, że bakterie jelitowe i ich metabolity (krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, KKT) sprzyjają namnażaniu się komórek nowotworowych w mysich modelach raka prostaty, autorzy tego nowego badania chcieli dokładniej przyjrzeć się związkowi między mikrobiotą jelitową a rokowaniem w przypadku raka gruczołu krokowego u ludzi. Wyniki badania są co najmniej zaskakujące…

Kohorta „odkrywcza” oraz kohorta „testowa” 

Badaniem objęto 152 mężczyzn narodowości japońskiej, u których wykonano biopsję gruczołu krokowego (96 otrzymało wynik dodatni, a 56 wynik ujemny). Pacjentów podzielono losowo na dwie kohorty: kohortę „odkrywczą” (114 pacjentów) i kohortę „testową” (38 pacjentów). W każdej z tych kohort wyróżniono dwie grupy porównawcze: grupę z rakiem o wysokim stopniu zaawansowania (mężczyźni z rakiem prostaty w stopniu 2 lub wyższym) oraz grupę bez raka lub z rakiem w stopniu 1 (mężczyźni z ujemnym wynikiem biopsji lub z rakiem prostaty stopnia 1). Próbki pobrano podczas badania per rectum przed profilaktycznym podaniem antybiotyków i biopsją gruczołu krokowego. Skład mikrobioty jelitowej określono na podstawie sekwencjonowania genu 16S rRNA.

Większa liczebność specyficznych bakterii wskazuje na wysoki stopień zaawansowania raka

Choć nie zaobserwowano istotnych rozbieżności w zróżnicowaniu gatunkowym bakterii pomiędzy poszczególnymi grupami pacjentów, trzy taksony bakteryjne – Rikenellaceae, Alistipes i Lachnospira – występowały liczniej u pacjentów z rakiem gruczołu krokowego o wysokim stopniu zaawansowania. Nie wykazano jednak związku między obecnością tych bakterii a stopniem zaawansowania przerzutów. Dane na temat mikrobiomu zostały również wykorzystane do przewidzenia profili funkcjonalnych mikrobioty pacjentów: pięć szlaków metabolicznych (sidenote: Metabolizm skrobi i sacharozy, biosynteza fenylopropanoidów, biosynteza fenyloalaniny, tyrozyny i tryptofanu, metabolizm kwasów cyjanoaminowych i metabolizm histydyny )  występowało częściej u pacjentów z rakiem prostaty o wysokim stopniu zaawansowania.

W poszukiwaniu wskaźnika mikrobiomu kałowego raka prostaty 

Następnie badacze ocenili, czy profile mikrobiologiczne pozwolą zidentyfikować pacjentów z rakiem prostaty wysokiego ryzyka w kohorcie „testowej”. Na podstawie wyłącznie trzech zidentyfikowanych wcześniej grup bakterii nie było możliwe wskazanie mężczyzn z rakiem prostaty o wysokim stopniu zaawansowania. Wykorzystując model regresji LASSO, badaczom udało się zidentyfikować 18 dodatkowych operacyjnych jednostek taksonomicznych (OTU). Te grupy bakterii były silnie związane (dodatnio lub ujemnie) z wysokim ryzykiem raka prostaty w kohorcie „odkrywczej” i zostały użyte do stworzenia wskaźnika FMPI (ang. Fecal Microbiome Prostate Index). W kohorcie testowej wskaźnik FMPI był nie tylko znacząco wyższy u pacjentów z rakiem prostaty o wysokim stopniu zaawansowania (P < 0,001), ale również wykrywał tych pacjentów z większą dokładnością niż tradycyjne badanie krwi na obecność PSA (swoistego antygenu sterczowego). 

Chociaż wyniki te są bardzo obiecujące, badana kohorta składała się wyłącznie z mężczyzn narodowości japońskiej zamieszkujących obszary miejskie i prowadzących podobny styl życia. W celu potwierdzenia tych wstępnych rezultatów konieczne jest rozszerzenie zakresu badań na inne populacje.

Bóle, skurcze, wzdęcia, biegunki, zatwardzenia itp. Zespół jelita drażliwego jest chorobą, w której występuje szereg objawów brzusznych naprzemiennie nasilających się i ustających. Objawy te mogą nasilać się w wyniku stresu, pod wpływem emocji lub po zjedzeniu niektórych potraw i znacznie pogarszać jakość życia pacjenta. Jeżeli u osób cierpiących na zespół jelita drażliwego nie występuje problem z anatomią lub strukturą jelita, często przyczyna leży po stronie mikrobioty jelitowej. 

Jeden dawca idealnej mikrobioty?

Podczas badania klinicznego przetestowano skuteczność przeszczepu mikrobioty kałowej przy użyciu próbek kału jednego 36-letniego mężczyzny rasy kaukaskie¹j, który miał wszystkie cechy „superdawcy”: dobry stan zdrowia, normalny wskaźnik masy ciała (BMI), regularne ćwiczenia, poród przez kanał rodny i karmienie piersią. Co więcej, mężczyzna nie przyjmował żadnych leków i w ciągu całego życia tylko trzykrotnie przeszedł leczenie antybiotykiem, a ponadto regularnie przyjmował suplementy diety. W badaniu klinicznym przeszczep mikrobioty kałowej okazał się skuteczny u pacjentów cierpiących na zespół jelita drażliwego. Jednak wynik ten uzyskano dopiero po upływie 3 miesięcy od przeszczepu, a wiele pytań wciąż pozostaje bez odpowiedzi, w tym kwestia, czy efekt kliniczny przeszczepu utrzyma się w perspektywie długoterminowej. Podczas prezentowanego badania badacze monitorowali stan pacjentów przez rok. 

Korzyści wciąż widoczne po upływie 1 roku 

Większość pacjentów, którzy zareagowali na przeszczep mikrobioty kałowej po upływie 3 miesięcy, utrzymała pozytywną reakcję po upływie 1 roku. Innym zachęcającym wynikiem jest to, że pacjenci zgłosili złagodzenie objawów brzusznych, mniejsze zmęczenie i wyraźną poprawę jakości życia w porównaniu z okresem trzech miesięcy po przeszczepie. Co więcej, u 32–45% pacjentów, w zależności od grupy, zaobserwowano całkowitą remisję choroby w ciągu roku objętego monitorowaniem. Pełna analiza mikrobioty jelitowej pacjenta wykazała zmiany w profilu bakteryjnym jelita i znaczne ograniczenie wskaźnika dysbiozy.

Podsumowując, przeszczep mikrobioty kałowej od „superdawcy” umożliwił odtworzenie mikrobioty jelitowej i ograniczenie objawów u pacjentów cierpiących na zespół jelita drażliwego.

^{1. El- Salhy M, Hatlebakk JG, Gilja OH, et al. Efficacy of faecal microbiota transplantation for patients with irritable bowel syndrome in a randomised, double- blind, placebo- controlled study. Gut. 2020;69(5):856- 867.}

Źródła

^{El-Salhy M, Kristoffersen AB, Valeur J, et al. Long-term effects of fecal microbiota transplantation (FMT) in patients with irritable bowel syndrome. Neurogastroenterol Motil. 2021;e14200.}