Mikrobiota jelitowa ma udział w rozwoju niektórych chorób i kilku rodzajów raka. Mało jest jednak badań wyjaśniających jej związek z rakiem piersi. Z kolei antybiotyki mają wpływ na populację bakteryjną mikrobioty jelitowej. A stosowanie antybiotyków u pacjentek chorych na raka jest powszechne, mimo że płynące z tego korzyści są dyskusyjne. Co z tego wynika? Brakowało badania oceniającego wpływ antybiotyków na mikrobiotę jelitową i jej znaczenie dla przebiegu raka piersi. Ta luka została wypełniona: niedawno przeprowadzono badanie na modelu mysim. Zostało ono opublikowane w iSciences.

Szybszy wzrost guza i zubożenie mikrobioty u myszy leczonych antybiotykami

Przed i po podaniu komórek nowotworowych specyficznych dla raka piersi myszom podano koktajl antybiotyków: wankomycynę, neomycynę, metronidazol, amfoterycynę i ampicylinę (VNMAA). W porównaniu z grupą kontrolną u zwierząt tych szybko wystąpił bardzo przyspieszony wzrost guza i znaczne zubożenie mikrobioty jelitowej.

Następnie badacze przyjrzeli się skutkom działania antybiotyku powszechnie stosowanego u chorych na raka piersi: cefaleksyny. Cefaleksyna słabiej niż koktajl VNMAA uderza w mikrobiotę, ale spowodowała podobne przyspieszenie wzrostu guza.

Antytumoralne działanie niektórych bakterii jelitowych

U myszy poddanych antybiotykoterapii metagenomika pozwoliła stwierdzić dysbiozę polegająca nie na rozmnożeniu bakterii chorobotwórczych, ale na spadku ilości bakterii ochronnych. Zwierzęta leczone VNMAA i cefaleksyną prezentowały mniejsza obfitość względną bakterii przypuszczalnie działających antytumoralnie: Lactobacillus reuteri, Lachnospiraceae bacterium i Faecalibculum rodentium. Zwykłe wprowadzenie tej ostatniej bakterii pozwoliło przywrócić poprzednie tempo wzrostu guza.

Mastocyty – motory wzrostu guza w przypadku dysbiozy

Zaburzenia mikrobioty powodowane przez antybiotyki nie mają istotnego wpływu na mikrośrodowisko immunologiczne guza. Powodują natomiast wzrost liczby mastocytów w zrębie nowotworu.

Badacze podali myszom poddanym antybiotykoterapii oraz myszom kontrolnym kwas kromoglikanowy – stabilizator mastocytów. Kwas kromoglikanowy spowolnił wzrost guza u zwierząt otrzymujących antybiotyki, natomiast nie miał żadnego wpływu na zwierzęta kontrolne. Dane te sugerują potencjalną rolę mastocytów w rozwoju raka piersi u osób dotkniętych dysbiozą wywołaną przez antybiotyki.

Chemioterapia znacznie przedłużyła życie pacjentom dotkniętym nowotworami. Z drugiej strony, jej działania niepożądane i uboczne (sidenote: Ponad 87% pacjentów poddanych chemioterapii odczuło co najmniej jedno działanie uboczne. ) wciąż w znacznym stopniu zaburzają ich samopoczucie fizyczne (wymioty, biegunka, zaparcia, zmęczenie, uderzenia gorąca i inne) i psychiczne (depresja, bezsenność, zaburzenia poznawcze itp.). Należy też pamiętać o infekcjach i wynikającej z nich zachorowalności oraz śmiertelności. Ich przyczyną jest spadek odporności. Przypuszcza się, że mikrobiota jelitowa ma związek zarówno ze skutecznością chemioterapii, jak i z jej działaniami niepożądanymi, choć dostępna jest mała ilość danych. Dlatego dokonaliśmy przeglądu literatury obejmującej 17 badań (to jest 742 pacjentów dotkniętych różnymi nowotworami (sidenote: 5 badań dotyczących raka jelita grubego, 3 dotyczące ostrej białaczki szpikowej, 2 dotyczące chłoniaka nieziarniczego, 1 dotyczące raka piersi, 1 dotyczące raka płuca, 1 dotyczące raka jajnika, 1 dotyczące raka wątroby i 3 dotyczące innych rodzajów raka. ) ) dotyczących związku mikrobioty jelitowej z chemioterapią i jej działaniami ubocznymi.

Mikrobiota a skuteczność i toksyczność chemioterapii

Spośród 17 zanalizowanych badań 7 miało charakter obserwacyjny. Trzy z nich dotyczyły oceny związku między mikrobiotą jelitową a skutecznością chemioterapii i występowaniem działań ubocznych za pomocą próbek stolca pobieranych przed chemioterapią. Cztery pozostałe badania dotyczyły oceny związku między mikrobiotą jelitową a chemioterapią i występowaniem działań ubocznych po chemioterapii za pomocą próbek stolca pobieranych po jej przeprowadzeniu. Wynik? Mikrobiota jelitowa ma związek ze skutecznością chemioterapii i z występowaniem działań ubocznych.

Dziesięć pozostałych badań, które miały charakter perspektywiczny (pozwalający zbadać związek przyczynowo-skutkowy), dotyczyło obserwacji wpływu chemioterapii na mikrobiotę jelitową (ryzyko infekcji, biegunki itp.) podczas leczenia z licznymi pobraniami próbek stolca (przed, w trakcie i/lub po chemioterapii). Jakie wyciągnięto wnioski? Chemioterapia moduluje mikrobiotę jelitową osób dotkniętych rakiem. To modulujące działanie może mieć związek z podwyższonym ryzykiem infekcji i wpływać na skuteczność leczenia. Co więcej, ta indukowana dysbioza prawdopodobnie ma związek z działaniami niepożądanymi.

Biomarker i modulacja

Wyniki te otwierają szerokie perspektywy, ponieważ mikrobiotę jelitową nie tylko można wykorzystywać jako biomarker służący do prognozowania wyników chemioterapii i jej działań niepożądanych, ale jej modulacja w trakcie leczenia daje nadzieję na redukcję działań niepożądanych i poprawę skuteczności terapii. Nadzieję tę podtrzymują wyniki niektórych badań interwencyjnych (z użyciem prebiotyków, aktywności fizycznej itp.).

Ten przegląd złożonych związków między mikrobiotą jelitową a chemioterapią podkreśla więc potencjał przyszłych badań w zakresie poprawy opieki nad pacjentami, mimo że konieczne są międzynarodowe badania wieloośrodkowe w celu zebrania danych uwzględniających różne czynniki zakłócające (wiek, pochodzenie etniczne, płeć, choroby współistniejące, przyjmowane leki, miejsce zamieszkania, dieta, aktywność i inne).

Rak szyjki macicy, nowotwór plasujący się na trzecim miejscu pod względem częstości zachorowań u kobiet w skali świata (a nawet na drugim u kobiet w przedziale wiekowym 15–44), spowodowany jest stałą obecnością dobrze znanego wirusa brodawczaka ludzkiego (HPV), wroga publicznego, aktywnie ściganego w badaniach cytologicznych. Na ogół pojawienie się raka poprzedza długotrwałe stadium przedrakowe z postępującymi zmianami patologicznymi. Naukowcy wysnuli hipotezę, że mikrobiota pochwy może mieć znaczenie dla ryzyka zakażenia wirusem HPV, jego uporczywego występowania i rozwoju zmian patologicznych.

Mniej pałeczek kwasu mlekowego

W wyniku analizy mikrobioty śluzu szyjkowego u 94 kobiet w wieku od 18 do 52 lat naukowcy wykazali jej zróżnicowanie w zależności od stadium rozwoju choroby. Im bardziej postępują zmiany, tym większa jest różnorodność gatunków bakterii we florze szyjki macicy kobiet, a bakterie z rodzaju Lactobacillus (bakterie w kształcie pałeczek) stopniowo tracą swoją dominującą pozycję na rzecz bakterii innego rodzaju. Tymczasem, w przeciwieństwie do mikrobioty jelitowej, mikrobiota pochwy jest zrównoważona, gdy cechuje się niskim stopniem różnorodności i dominującą w znacznym stopniu pozycją pałeczek kwasu mlekowego (>70% zbiorowisk bakteryjnych u kobiet zdrowych). Natomiast u kobiet chorujących na raka szyjki macicy sytuacja jest odwrotna: różnorodność [bakteryjna] jest na najwyższym poziomie, a pałeczki kwasu mlekowego nie mają już przewagi.

Znaczniki zaawansowanych zmian patologicznych lub raka

Drugie spostrzeżenie badaczy: mikrobiota pochwy u kobiet ze zmianami dużego stopnia lub z rakiem coraz wyraźniej odbiega od mikrobioty kobiet zdrowych pod względem występowania różnych gatunków bakterii. Nowo pojawiające się rodzaje bakterii (Porphyromonas, Fusobacterium, Prevotella i Campylobacter) wydają się iść w parze z występowaniem raka szyjki macicy, podczas gdy inne gatunki bakterii (Sneathia) wskazują na obecność zmian dużego stopnia. Czy to zmiany patologiczne powodują zaburzenia we florze? Czy też zaburzona flora sprzyja rozwojowi patologicznych zmian? Należałoby przeprowadzić pogłębioną analizę związku przyczynowego.

Przyczyny powstawania endometriozy pozostają niejasne. Według dominującej aktualnie hipotezy, w trakcie wstecznych menstruacji fragmenty endometrium wędrują poza macicę w jamie otrzewnej i zagnieżdżają się na otaczających je tkankach. Wciąż nie jest to jednak pełne wyjaśnienie, ponieważ do menstruacji wstecznych dochodzi u 90% kobiet, ale jedynie 10% z nich choruje na endometriozę. Ponadto aktualne metody leczenia tej choroby nie są pozbawione skutków ubocznych i nie zapobiegają nawrotom. 

Aby móc zaoferować kobietom nowe rozwiązania terapeutyczne, należałoby określić inne czynniki prowadzące do zaburzeń w otrzewnej i do rozwoju patologicznych zmian. W tym kontekście zainteresowanie naukowców wzbudza mikrobiota jelitowa. Albowiem u kobiet dotkniętych endometriozą cechuje się ona mniejszą różnorodnością alfa oraz zaburzonym składem flory bakteryjnej w porównaniu do mikrobioty u kobiet bez endometriozy. Oprócz tego metabolity wytwarzane przez florę z kału modelu myszy z endometriozą różnią się od metabolitów myszy kontrolnych. Jest to bardzo istotne, ponieważ to właśnie poprzez metabolity powstające w wyniku przetworzenia włókien pokarmowych mikrobiota jelitowa zapewnia korzyści organizmowi człowieka. Wyróżniające się krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), takie jak maślan, octan lub propionian, wykazują działanie antyproliferacyjne i przeciwzapalne. Autorzy badania opublikowanego w Life Science Alliance skoncentrowali się więc na roli SCFA w endometriozie in vivo na modelu mysim z endometriozą oraz in vitro na komórkach ze zmianami endometrialnymi.

Maślan hamuje rozwój patologicznych zmian, aktywując kilka mechanizmów

Pierwsze wyniki wskazują, że endometrioza zaburza mikrobiotę jelitową u myszy, co skutkuje zmniejszoną produkcją maślanu. Zespół zaobserwował również, że maślan (ale nie pozostałe SCFA, czyli octan lub propionian) hamuje rozwój zmian endometrialnych. Działanie maślanu oparte jest na trzech mechanizmach: aktywacji receptorów błonowych sprzężonych z białkami G (GPCR): GPR43 oraz GPR109A, hamowaniu działania enzymu deacetylazy histonowej (HDAC) i aktywacji Rap1GAP (białko aktywujące GTPazę Ras-proximate-1). Rap1GAP blokuje szlak sygnałowy Rap1 odgrywający rolę w proliferacji, migracji i przywieraniu komórek. Białko to znane jest już jako supresor guzów, w tym również w przypadku raka endometrium.

Polecane przez naszą społeczność

Zaburzenia nastroju charakteryzują się poczuciem smutku, bezradności, beznadziei czy też rozdrażnieniem. Aby móc skuteczniej zapobiegać tym zaburzeniom i je leczyć, w badaniach naukowych skupiono się między innymi na procesie odżywiania oraz mikrobiocie jelitowej, naszym drugim mózgu. Niektóre produkty spożywcze, jak na przykład czekolada, mogą mieć wpływ na regulację naszego nastroju, jednakże wyniki badań często są niejednoznaczne. Przeprowadzono zatem pierwsze badanie kliniczne, które miało na celu zweryfikowanie oraz wyjaśnienie pozytywnego wpływu gorzkiej czekolady na nasze samopoczucie. Zatem przyjrzyjmy się tej kwestii bliżej i wyjaśnijmy, o co chodzi.

Gorzka czekolada i dobry nastrój: dowody naukowe

48 zdrowych osób dorosłych w młodym wieku zostało podzielono losowo na trzy grupy. Jedna trzecia z nich otrzymywała codziennie 30 gramów gorzkiej czekolady zawierającej 85% kakao. Kolejna grupa otrzymywała taką samą porcję czekolady 70%. Ostatnia część z nich, grupa kontrolna, nie otrzymywała kakao do spożycia. (sidenote: Shin JH, Kim CS, Cha L, et al. Consumption of 85% cocoa dark chocolate improves mood in association with gut microbial changes in healthy adults: a randomized controlled trial. J Nutr Biochem. 2021;99:108854. )

Po upływie trzech tygodni u uczestników spożywających codziennie gorzką czekoladę 85% zaobserwowano znaczący spadek odczuwania negatywnych emocji, podczas gdy w grupie z czekoladą 70% nie wykazano żadnych ewidentnych zmian. Wydaje się więc, że pozytywny wpływ kakao na nasze samopoczucie zależy od spożywanej ilości tego produktu. Uwaga, mówimy tu o kakao, a nie o pralinkach, którymi delektujemy się w czasie świąt Bożego Narodzenia, zawierających mniej niż 50% kakao!

Mikrobiota jelitowa i czekolada: słabostka, która ma zalety?

Badanie naukowe wykazało również, że gorzka czekolada 85% zwiększa różnorodność zbiorowisk mikrobiologicznych w jelitach. Zdaniem autorów pozytywny wpływ na florę jelitową mogą mieć występujące w kakao w dużej ilości polifenole, hamujące wzrost bakterii chorobotwórczych i sprzyjające rozwojowi pożytecznych bakterii. Skoro wydaje się, iż jelita i czekolada tworzą dla naszego zdrowia związek „bardziej na dobre niż na złe”, pozostaje zapytać: jaki to ma wpływ na nasz dobry nastrój? Czy to nie mózg pełni funkcję wieży kontrolnej naszych emocji?

Od jelita do mózgu: sieć komunikacyjna godna Charliego i fabryki czekolady!

Metabolity wytwarzane przez bakterie mikrobioty jelitowej wpływają poprzez układ krwionośny lub nerwowy na funkcjonowanie mózgu, a dalej – poprzezoś jelitowo-mózgową – na nasze emocje. Badanie wykazało również, iż przy spożyciu gorzkiej czekolady 85% obserwuje się związek między jej pozytywnym wpływem na nasze samopoczucie a występowaniem niektórych pożytecznych bakterii. Według autorów ów pozytywny skutek mógłby wynikać ze zmian w różnorodności i liczebności niektórych bakterii mikrobioty jelitowej. Badanie sugeruje zatem wpływ kakao jako prebiotyku (sidenote: Prebiotyki Prebiotyki to nietrawione włókna pokarmowe, które pozytywnie wpływają na nasze zdrowie. Wykorzystywane są w sposób selektywny przez pożyteczne mikroorganizmy mikrobioty jelitowej danej osoby. Produkty łączące probiotyki i prebiotyki nazywane są symbiotykami. Gibson GR, Hutkins R, Sanders ME, et al. Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017;14(8):491-502. Markowiak P, Śliżewska K. Effects of Probiotics, Prebiotics, and Synbiotics on Human Health. Nutrients. 2017;9(9):1021. ) na różnorodność mikrobioty jelitowej i daje nam wymówkę, abyśmy mogli ulec (z umiarem) czekoladowej pokusie...

To już wiadomo: leki wpływają na mikrobiotę jelitową. Ale czy wiesz, że interakcje zachodzą również w drugą stronę? A w związku z tym mają pozytywny lub negatywny wpływ na skuteczność leków. Przykładowo lowastatyna i sulfasalazyna są przekształcane chemicznie przez bakterie jelitowe do aktywnej formy, a digoksyna pod wpływem metabolizmu bakterii staje się nieaktywna. W ostatnim czasie zgłoszono ponad 100 molekuł podatnych na działanie mikrobioty jelitowej. Jeśli wierzyć wynikom badaczy, zachodzące tu mechanizmy nie ograniczają się jedynie do biotransformacji...

Biotransformacja i przede wszystkim bioakumulacja

W przeprowadzonym badaniu poddano szczegółowej analizie interakcje pomiędzy 25. reprezentatywnymi szczepami bakterii jelitowych a 15. lekami (sidenote: 12 molekuł podawanych doustnie i 3 próbki kontrolne: digoksyna (interakcja wysoce specyficzna z Eggerthella lenta), metronidazol oraz sulfasalazyna, leki znane z tego, że są metabolizowane przez wiele bakterii jelitowych ) . Wyniki? Kultury in vitro 15 × 25 = 375 par „bakterie-leki” wykazują 70 interakcji między bakteriami i lekami, w tym 29 (18 gatunków, 7 leków) dotychczas nieznanych. A co ważniejsze, jedynie 12 z tych 29 nowych interakcji można wyjaśnić zjawiskami biotransformacji. Wszystkie pozostałe przypadki, czyli 17 interakcji (14 gatunków, 4 leki), opierają się na bioakumulacji: bakterie magazynują lek w swojej komórce, nie zmieniając go, i w większości przypadków bez wpływu na wzrost bakterii. Wśród leków wyłącznie bioakumulowanych wyróżniamy duloksetynę (sidenote: Duloksetynę Lek przeciwdepresyjny, inhibitor zwrotnego wychwytu serotoniny i noradrenaliny ) oraz lek przeciwcukrzycowy rozyglitazon. Jednakże nie zawsze dochodzi do bioakumulacji: niektóre molekuły (montelukast, roflumilast) mogą być bioakumulowane przez niektóre gatunki bakterii, a przez inne poddawane biodegradacji.

Przypadek duloksetyny

Przykładowo zespół przyjrzał się bliżej bioakumulacji duloksetyny. Wiąże się ona z wieloma enzymami bakterii i zmienia wytwarzanie metabolitów przez te bakterie. W trakcie jej testowania w zbiorowisku mikrobiologicznym 4 gatunków bakterii (sidenote: 4 gatunków bakterii Bacteroides thetaiotaomicron, Eubacterium rectale, Lactobacillus gasseri, Ruminococcus ) , zawierającym zarówno bakterie akumulujące jak i nieakumulujące, duloksetyna zmienia znacząco skład zbiorowiska. W istocie jej bioakumulacja skutkuje nie tylko sekwestracją tego leku, szkodliwego dla niektórych bakterii, ale i wytworzeniem przez pewne gatunki (Streptococcus salivarius) metabolitów, które posłużą innym (Eubacterium rectale) za pożywny substrat, co znacznie zwiększy ich liczebność. W ten sposób, leki przeznaczone dla człowieka wydają się być w stanie modulować zbiorowiska mikrobiologiczne jelit nie tylko poprzez bezpośrednią inhibicję, ale również poprzez tworzenie synergii żywienia krzyżowego. Wyniki zostały potwierdzone na modelu Caenorhabditis elegans: bakterie bioakumulujące ograniczają wpływ duloksetyny na ruch owego robaka.

Wyniki tego badania wskazują, że bioakumulacja leków przez bakterie jelitowe może zmieniać ich dostępność oraz ich metabolizm. Może to skutkować indywidualnymi następstwami w obrębie składu mikrobioty jelitowej, jak również w zakresie farmakokinetyki i reakcji na leki. Autorzy sugerują, aby regularnie prowadzić badania nad dwustronnymi interakcjami między bakteriami i lekami w celu dokładnego określenia efektów ubocznych.

Cukrzyca jest główną przyczyną ślepoty, niewydolności nerek, zawałów serca i amputacji¹. Jest to poważna choroba, która pojawia się, gdy trzustka nie jest w stanie wytwarzać wystarczającej ilości insuliny (cukrzyca typu 1²) lub, w większości przypadków, gdy organizm wytwarza oporność na ten hormon (cukrzyca typu 2³). W związku z czterokrotnym w ciągu ostatnich 40 lat wzrostem liczby zachorowań na cukrzycę, która dotyka ponad 420 milionów ludzi na całym świecie¹, rządy i organizacje międzynarodowe pracują nad poprawą dostępu do opieki zdrowotnej. Od 1991 roku każdego 14 listopada obchodzony jest Światowy Dzień Walki z Cukrzycą, którego celem jest podniesienie świadomości na temat tej choroby.

Niezwykła mikrobiota w przypadku cukrzycy typu 2…

Obecnie naukowcy starają się zidentyfikować zarówno te czynniki, które mają wpływ na rozwój choroby, jak i te, które mogą jej zapobiec. Wśród tych czynników coraz większą uwagę poświęca się mikrobiocie jelitowej. Nie bez powodu, ponieważ w wielu badaniach jej skład został powiązany z ryzykiem wystąpienia cukrzycy typu 2. W najnowszym badaniu naukowcy poważnie zabrali się do pracy i udało im się zebrać ponad 2000 uczestników (w porównaniu do kilkuset w poprzednich badaniach), aby porównać mikrobiotę osób dotkniętych chorobą z mikrobiotą osób zdrowych.

…jest zmieniona już we wczesnym stadium

Wyniki badań są obiecujące: mniej przypadków cukrzycy typu 2 obserwuje się u osób, których mikrobiota jest zróżnicowana i bogata w niektóre bakterie, zdolne do produkcji konkretnego krótkołańcuchowego kwasu tłuszczowego, maślanu (sidenote: Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe są źródłem energii (paliwa) dla komórek organizmu. Współdziałają one z układem odpornościowym i są zaangażowane w komunikację między jelitami a mózgiem. Źródła:
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. ) – związku o korzystnym wpływie na metabolizm i aktywności komórek oraz o właściwościach przeciwzapalnych. Naukowcy poszli o krok dalej, po raz pierwszy pokazując, że osoby te są również w mniejszym stopniu dotknięte insulinoopornością (sidenote: Insulinooporność Insulinooporność, będąca zmienioną reakcją komórek na działanie insuliny (hormonu, który pomaga organizmowi wykorzystywać cukier do produkcji energii), powoduje słabą regulację poziomu cukru we krwi. Źródła:
Inserm. La résistance à l’insuline, une histoire de communication. 2018. 
Centers for disease control and prevention. Diabetes - Resources and Publications -Glossary  ) , zjawiskiem, które pojawia się bardzo wcześnie w rozwoju cukrzycy typu 2. Ściślej rzecz biorąc, mikrobiota wykazuje specyficzne cechy już we wczesnych stadiach rozwoju choroby.

Te wyjątkowo obiecujące wyniki badań przyczyniają się do lepszego zrozumienia czynników biorących udział w rozwoju choroby. Co więcej, mogą utorować drogę dla nowych, ukierunkowanych metod leczenia dla coraz większej liczby pacjentów.

Chociaż badania wykazały już związek pomiędzy mikrobiotą jelitową a cukrzycą typu 2, dotyczyły one jedynie ograniczonej liczby próbek, a związane z nimi taksony wciąż pozostają przedmiotem dyskusji (wyniki nie zawsze były zgodne, brak kompetencji itd.). Dlatego też naukowcy podjęli badanie na szeroką skalę, w którym wzięło udział 2166 osób z 2 holenderskich kohort, dotyczące związku między składem mikrobioty jelitowej – analizowanym poprzez amplifikację i sekwencjonowanie bakteryjnego 16s RNA obecnego w kale – a cukrzycą typu 2 – przypadkami określonymi przez 2 lekarzy na podstawie kryteriów WHO (glikemia, przyjmowanie leków przeciwcukrzycowych itp.).

Mimo że analizy miały charakter przekrojowy (tzn. dane dotyczące mikrobioty i cukrzycy typu 2 były zebrane w tym samym czasie), były one dostosowane do wielu czynników nieobiektywnych: spożycia energii, wskaźnika masy ciała, poziomu wykształcenia itp. Kolejnym mocnym i innowacyjnym aspektem badania jest pomiar związków między mikrobiotą a insulinoopornością ustaloną na podstawie stężenia glukozy we krwi i poziomu insuliny na czczo, subklinicznego markera oznaczającego wczesny etap patogenezy cukrzycy typu 2.

Czy różnorodność mikrobioty jest czynnikiem ochronnym?

Kilka wskaźników mierzących α-różnorodność (sidenote: Zróżnicowanie α Miara wskazująca różnorodność pojedynczej próbki, tj. liczba różnych gatunków obecnych w jednostce. Hamady M, Lozupone C, Knight R. Fast UniFrac: facilitating high-throughput phylogenetic analyses of microbial communities including analysis of pyrosequencing and PhyloChip data. ISME J. 2010;4:17-27. https://www.nature.com/articles/ismej200997 ) mikrobioty wiązało się z niższą insulinoopornością i zmniejszoną częstością występowania cukrzycy typu 2. Z kolei β-różnorodność (sidenote: różnorodności β na Miara wskazująca na różnorodność gatunkową pomiędzy próbkami, pozwala na ocenę zmienności różnorodności mikrobioty pomiędzy badanymi. Hamady M, Lozupone C, Knight R. Fast UniFrac: facilitating high-throughput phylogenetic analyses of microbial communities including analysis of pyrosequencing and PhyloChip data. ISME J. 2010;4:17-27. https://www.nature.com/articles/ismej20099 ) była związana z insulinoopornością. Wreszcie liczebność 7 taksonów – należących do rodzin Christensenellaceae i Ruminococcaceae lub do rodzaju Marvinbryantia – wiązała się ze zmniejszonym ryzykiem wystąpienia insulinooporności, a liczebność 5 innych taksonów - z rodziny Clostridiaceae, Peptostreptococcaceae lub rodzajów Clostridium w ścisłym znaczeniu, Intestinibacter i Romboutsia – z niższym ryzykiem wystąpienia cukrzycy typu 2.

Taksony produkujące maślan, które zmniejszają ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 2

Te 12 taksonów, z których 10 po raz pierwszy związane jest z obniżonym ryzykiem wystąpienia cukrzycy typu 2 lub insulinooporności, znane jest z produkcji maślanu, krótkołańcuchowego kwasu tłuszczowego powstałego z rozkładu błonnika pokarmowego przez bakterie. Mechanizmy, które tłumaczą jego działanie, to zwiększona aktywność mitochondriów, poprawa metabolizmu energetycznego, zmniejszona endotoksemia i stan zapalny. Jednak jego rola w metabolizmie glukozy i zapobieganiu cukrzycy pozostaje do potwierdzenia w badaniach prowadzonych doraźne.

Tak więc związek między różnorodnością mikrobioty i liczebnością bakterii produkujących maślan a mniejszym ryzykiem wystąpienia insulinooporności i cukrzycy typu 2 rzuca nowe światło na etiologię, patogenezę i leczenie cukrzycy typu 2.

Gdy zanurzamy się w mikrokosmos żyjący w naszym organizmie, na myśl zawsze zaczynają przychodzić terminy niekoniecznie jasno zdefiniowane... albo poprawnie stosowane. Trzeba zatem ustalić kilka definicji.

Od dawnej mikroflory...

Termin „mikroflora” jest bez wątpienia najstarszy. Niegdyś dotyczył on ogólnie układu pokarmowego (mówiło się o mikroflorze jelitowej) i, zgodnie ze słownikiem medycznym Larousse’a, oznaczał „ogół drobnoustrojów, których obecność w jelicie jest normą”. W tamtych czasach uważano, że mikroflora ta składa się przede wszystkim z bakterii¹. Kiedy zatem pisano „mikroflora”, chodziło na ogół o populację bakterii zasiedlających nasze wnętrzności.

...do współczesnej mikrobioty

Wraz z postępem nauki ta wizja „mikroflory” okazała się o wiele za bardzo uproszczona. Z jednej strony, w układzie pokarmowym bytują bynajmniej nie tylko bakterie – żyją w nim również wirusy, grzyby (w tym drożdże), pasożyty²….

(nie, mocz nie jest sterylny!), by wymienić tylko niektóre. Każdy z tych narządów ma własną „mikroflorę¨³.

Powoli zatem zaczęto używać innego terminu: „mikrobiota”, oznaczającego bez wprowadzania niejasności wszystkie społeczności mikroorganizmów, a nie tylko bakterie. Zawsze dodaje się do tego słowa przymiotnik określający lokalizację (mikrobiota skórna, ustna itp.) Bo, oczywiście, każdą z tych mikrobiot cechuje inny skład obecnych w niej mikroorganizmów. 

A mikrobiom?

Czasem dwie rzeczy różnią się o włos, a czasem o dwie litery. Bo tylko dwie litery różnią mikrobiotę od mikrobiomu. Ale te dwa słowa to fałszywi przyjaciele. Pierwsze z nich oznacza populację zasiedlającą określoną strefę naszego organizmu (bakterie, wirusy itp.), a drugi dotyczy czegoś zupełnie innego, mianowicie materiału genetycznego tej społeczności rozpatrywanego jako całość, czyli tego, co te mikroorganizmy potrafią (wytwarzać takie i takie cząsteczki, tworzyć takie i takie rodzaje błon). To trochę tak jakby wrzucić wszystkie organizmy tworzące mikrobiotę do miksera, żeby przestały nie mieć więcej do czynienia z poszczególnymi osobnikami, tylko z materiałem genetycznym zawartym w zupie z mikroorganizmów. Gdybyśmy mieli porównać tę sytuację z miastem, mikrobiota byłaby wykazem wszystkich mieszkańców, a mikrobiom – wykazem ich kwalifikacji zawodowych (pieczenie chleba, budowa domów itp.).

Dysbioza skóry i jelit, a także rozregulowanie układu odpornościowego, zostały zaobserwowane w przebiegu atopowego zapalenia skóry – złożonej choroby o wielu przyczynach.⁸