Kardiyovasküler hastalıklar, dünyanın önde gelen ölüm nedenidir. Ölüm sayısının 2030 yılına kadar 23,6 milyona erişmesi bekleniyor. Teşhis, şimdilik uzun ve pahalı bir dizi incelemeyle (klinik testler, elektrokardiyogram, göğüs röntgeni, ekokardiyogram) yapılıyor. Oysa bağırsak mikrobiyotasındaki bir değişiklik (disbiyoz), yüksek tansiyon, kalp yetmezliği ve ateroskleroz dahil bu hastalıkların birçoğuyla ilişkilidir. Öyleyse neden yapay zekaya güvenip mikrobiyota bileşimini temel alan bir teşhis testi tasarlanmasın?

Dışkıda kardiyovasküler hastalık “imzaları”!

Özdevimli öğrenme (veya “makine öğrenimi”), bir bilgisayara veri sağlayarak sorunları nasıl çözeceğini öğretmeyi hedefleyen bir yapay zeka çalışma alanıdır. Tıbbi alanda çeşitli hastalıkları (kanser, diyabet, iltihaplı bağırsak hastalıkları) teşhis etmek ve öngörmek için başarıyla kullanılmıştır. Araştırmacılar, kardiyovasküler hastalıkların teşhisinde yararlılığını denetlemek için 478 hasta ve 473 sağlıklı bireyden elde edilen dışkıyı karşılaştırarak bu hastalıkların karakteristik "imzalarını" belirlemeye çalıştılar. İki grup arasında 39 bakterinin bağırsaktaki miktarının çok farklı olduğunu gözlemlediler.

Güçlü teşhis kapasitesi

Araştırmacılar, bağırsak mikrobiyotasındaki 25 bakteri ailesini hedefleyerek, 2 grubu %70 doğrulukla ayırt etmeyi mümkün kılacak özel bir algoritma belirlediler. Geleneksel yaklaşım ise hastaların %76'sını teşhis ediyor fakat çok sayıda klinik veri (yaş, cinsiyet, sigara, kan basıncı, kolesterol seviyesi, vb.) gerektiriyor. Yazarlara göre, kardiyovasküler hastalığa özgü bağırsak disbiyozunun makine tarafından öğrenimi, rutin değerlendirmede tanı için büyük bir potansiyel sunmaktadır.

Hafıza kaybı, nerede olduğunu şaşırma, anksiyete sorunları... Yaşlanma genellikle psikolojik ve bilişsel gerileme ile ilişkilendirilir. Bağırsak mikrobiyotası, beynin öğrenme ve ezberlemeye adanmış alanlarının (özellikle hipokampusun) gelişiminde önemli bir rol oynar. Bu olgudan yola çıkan bilim insanları, mikrobiyotanın yaşlanmasının bağırsak-beyin ekseni yoluyla bilişsel düşüşe yol açtığını iddia etmeye hazırlanıyorlar...

Yaşlıymış gibi davranan genç fareler!

Bu hipotezi değerlendirmek isteyen araştırmacılar, ya aynı yaştaki türdeşlerin bağırsaklarından, ya yaşlı kemirgenlerin sindirim sisteminden alınan bakterileri naklettikleri yetişkin farelerin bağırsak mikrobiyotasını analiz ettiler. Bu fekal mikrobiyota nakli (FMN) sonunda, bakteri kompozisyonu aşağı yukarı aynı olsa da yaşlanmış mikrobiyotayı alan kemirgenlerde 4 bakteri cinsinin miktarı önemli ölçüde azalmıştı. Aynı farelerde, hipokampusta, öğrenme ve biliş gibi önemli beyin işlevlerinde rol alan birçok proteinin işleyiş şekli de değişmişti.

Hafıza kaybına uğrayan fareler

Fareler daha sonra iki teste tabi tutuldu - biri labirentte yol öğrenme ve hatırlama yeteneğini değerlendirirken, diğeri bir nesneyi hatırlama yeteneğini ölçtü: Her iki durumda da yaşlı mikrobiyotalı kemirgenler diğerlerinden daha kötü performans gösterdi. Buna karşın, “yaşlı” dışkı nakli, lokomotor aktivite ve anksiyete gibi yaşlanmanın diğer yönlerini hiçbir şekilde etkilemedi.

Bilişsel bozulmayı engellemek için mikrobiyotayı gençleştirelim mi?

Yaşlı bir mikrobiyotanın nakledilmesiyle gözlenen bilişsel bozulmanın, yaşlanma sırasında gözlemlenen fizyolojik bozulmaya benzemesi, bağırsak-beyin ekseninin yaşlanmada önemli bir rol oynadığını düşündürmektedir. Araştırmacılar, elde edilen bu sonuçların, yaşlı bireylerin bilişsel işlevlerini ve dolayısıyla yaşam kalitesini iyileştirmek için bağırsak mikrobiyotasını yenilemeyi hedefleyen terapötik yaklaşımları desteklediği görüşündedir.

"İyi" ile "kötü" bakteriler arasındaki denge birçok farklı olay ile bozulabilir. Disbiyozis (sidenote: Disbiyozis Genelde çevresel ve bireye özel faktörlerden oluşan bir kombinasyonun yol açtığı mikrobiyotanın bileşimi ve fonksiyonunda bir değişiklik olarak tanımlanır. Disbiyozis homojen bir durum değildir aksine kişilerin sağlık durumlarına göre değişkenlik gösterir. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) olarak adlandırılan bu denge bozukluğu çeşitli şiddette birçok hastalığa yol açabilir. Dışkı nakli (dışkı bakteriyoterapisi olarak da adlandırılır) tedavi amaçlı çözüm olasılığıdır.

Dışkı nakli: yüzyıllar öncesinden gelen çözüm

Dışkı nakli çok eski bir tedavidir; Çin'de 4. yüzyıldan bu yana yapılmaktadır! Etkililiği ise Avrupalı eğitimli toplumlar tarafından ancak 2013'de kabul edilmiştir. Şu ana kadar, vakaların %90'ını tedavi ettiği C.difficile patojenik bakteri enfeksiyonları için endike edilmektedir.
Ancak, mikrobiyotanın çok sayıda hastalıktaki rolü (Inflamatuar bağırsak hastalığı, diyabet, obezite, nöropsikiyatrik hastalıklar, vb.) dışkı nakli endikasyonlarının yakında artabileceğini önermektedir.

Prosedür

Seçilmesiyle birlikte donor laksatif alarak hazırlanır. Sonrasında dışkısı steril bir çözeltide seyretilir ve alıcıya verilmek üzere filtrelenir. Alıcı bozulmuş mikrobiyotayı vücuttan atmak için kolonoskopi için kullanılana benzer bir preparat alır.
Dışkının uygulanması için birkaç yol vardır: bir sonda ile burundan girilerek mideye veya duodenuma verilmesi, kolonoskopi, lavman, veya daha nadiren mide asitlerine dirençli kapsüllerin yutulması yoluyla. Hangi yolun kendi durumlarına en uygun olduğuna doktoruyla birlikte hasta karar verir.

Bu keşif size gülünç gelse de NASA araştırmacıları için çok ciddi bir mesele. Prestijli uzay araştırma merkezinden bir ekip, BMC Microbiology dergisinde bu bakterilerin gelecekte uzayda uzun süreli görevler, hatta Mars'a ilk insanlı uçuşlar sırasında astronotlar için bir tehlike oluşturabileceğini açıklıyor. 260 milyon kilometrelik bu uzun yolculuk sırasında hastaları tedavi etmek için geri dönmek imkansız olacaktır.

Dirençli suşlar...

Bu 5 bakterinin DNA'sını inceleyen bilim adamları, bunların Tanzanya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde yakın zamanda izole edilen 3 enterobakteriye (bağırsakta bulunan bakteriler) yakından benzediğini ortaya koydular. Bağışıklık engelli insanlarda ve bebeklerde ciddi nozokomiyal enfeksiyonlardan sorumlu bu bakteriler, yüksek derecede patojenik ve birçok antibiyotiğe dirençli bir bakteri türündendir. Uluslararası uzay istasyonunda bulunan suşlar da araştırmacıların vurguladığı üzere, "20 yılı aşkın süredir astronotların aldıkları antibiyotikler" dahil, birçok antimikrobiyala (örneğin penisiline) karşı dirençliydi.

... ama şimdilik zararsız

Neyse ki, bu suşların kötücül olmadığı, yani astronotların sağlığını tehdit etmedikleri ortaya çıktı. Ancak bunların sorun haline gelme olasılığı çok büyük (%79 oranında). Birçok çalışma, ISS'deki çok düşük yerçekimi gibi henüz belirlenecek bazı koşullar altında bakterilerin virülansı ve antibiyotiklere direncinin artabileceğini, veya mikroorganizmaların büyümesi veya boyunun etkilenebileceğini göstermiştir. Bu çalışma aynı zamanda uluslararası uzay istasyonunun steril olmadığını hatırlatıyor: Astronotlar kendi mikroplarıyla geliyorlar, ve istasyona gönderilen gıda veya ekipmanda da mikrop bulunabiliyor.

Genç Amerikalı ve Kanadalıların % 8'inde pediatrik astımdan muzdarip. 20. yüzyılın ikinci yarısında vaka sayısı ikiye katlandıktan sonra, eğilimin artık azaldığı gözlemleniyor. Bu düşüş bağırsak mikrobiyasına zarar veren anitbiyotiklerin artık daha az alınmasına bağlı olabilir. Bu hipotezi test etmek isteyen yazarlar, British Columbia’daki (sidenote: Eyalet dispanserleriyle ilgili tüm verileri toplayan BC PharmaNet hükümet veritabanından kaynaklanan veriler (veritabanının nüfusu: 4.7 milyon) )  (Kanada) astım tanıları ve antibiyotik reçetelerinin yanı sıra Kanada CHILD araştırmasından (sidenote: Kanada CHILD araştırmasından 2008 ve 2012 yılları arasında doğumdan önce araştırmaya katılan çocuklar üzerine yapılan, “Canadian Healthy Infant Longitudinal Development” adlı ileriye dönük çalışmadan ) 2.644 çocuğun bağırsak mikrobiyotasından elde edilen verileri incelediler.

Daha az antibiyotik = daha az astım

Nüfus düzeyinde bakıldığında, Kanada idari verilerine göre 2000-2014 yılları arasında, 1-4 yaş arası astım vakaları mutlak anlamda ‰7,1 oranında azalarak ‰27,3'ten ‰20,2'ye düşürüldü. Aynı zamanda, 1 yaş altı bebeklere antibiyotik yazdırmada keskin bir düşüş kaydedildi (‰1,253.8’den ‰489.1’e). 2014 yılında ise, her 3 çocuktan 1'i (%34,8) 1 yaşından önce en az bir antibiyotik alırken, bu oran 2000 yılında 3 çocuktan 2’sine düştü (%66,9). İstatistiksel analizler, antibiyotik ve astım arasında bir bağlantı olduğunu gösteriyor: Antibiyotik reçetelerinde %10 artış, astım vakalarında %24 oranında artışa denk geliyor. Nüfus genelindeki bu eğilim, CHILD araştırması içinde bireysel düzeyde de görülüyor: Solunum hastalıkları için antibiyotik alan çocuklar hariç tutulunca, 1 yaşına gelmeden antibiyotik alan çocuklar 5 yaşına geldiklerinde daha sık astım oluyorlar. Bu durum, reçete sayısıyla artıyor: Antibiyotik almayan çocukların %5.2’sinde astım görülürken, 1 antibiyotik alanların %8.1’inde, 2 antibiyotik alanların %10.2’sinde ve 3 veya daha fazla antibiyotik alanların %17.6’sında astım görülüyor.

Mikrobiyotanın rolü

Yazarlara göre, bebeklerin bağırsak mikrobiyotasındaki disbiyoz, antibiyotik almak ve çocukluk astımı arasındaki ilişkiyi açıklayabilir. 5 yaşında astım olan çocukların 1 yaşındayken bağırsak mikrobiyotalarında daha az çeşitlilik olduğu kaydedildi; ve bu çeşitlilik, antibiyotik tedavisi sayısına ve tedavi yaşına göre azalıyordu (3 aylıktan önce alınırsa daha da az). Çeşitlilik düştükçe, özellikle iki bakteri türü dahil olmak üzere, kısa zincirli immünomodülatör yağ asitlerinin üretiminde yer alan 5 temel bakteriyel takson da azaldı. Bu demek ki, bazı bakteri türlerinin azalması, çocuğun bağışıklık gelişimini etkileyebiliyor ve alerjik bir fenotip haline gelmesine neden olabiliyor. Bu nedenle antibiyotik tedavisi sonrasında mikrobiyota çeşitliliğini koruyacak stratejiler oluşturmak ve 1 yaşından önce antibiyotik vermeden önce dikkatle düşünmekte yarar vardır.

Bağırsak florası doğumdan başlayarak kademeli olarak oluşur. Bileşimine çeşitli unsurlar, özellikle yenidoğan bebeklerin içtiği sütün yapısı etki eder. Anne sütü ile beslenen bebeklerin mikrobiyal florası, mamayla beslenen bebeklerden farklıdır. Anne sütü hala uzmanlar tarafından tavsiye edilse de, prebiyotikler ve probiyotikler ile zenginleştirilmiş bebek mamaları bağırsak mikrobiyotası ekosistemi için özellikle olumlu besleyici özelliklere sahiptir.

Beslenme alışkanlıkları mikrobiyotanın bileşimini şekillendiriyor

Yetişkinlikte mikrobiyotanın niteliksel ve niceliksel bileşimi oldukça stabil kalır. Ancak beslenme alışkanlıklarımızın çeşitliliği ve doğasından gene de etkilenir: yiyecek eksikliği ve yiyeceğin bileşimi bakterilerin biyo-çeşitliliğini hızlı şekilde değiştirebilir. İnsanlar tarafından tüketilen polisakkaritler (şekerler), yağlar ve proteinler gibi makro besin maddeleri kısmen bağırsak mikrobiyotası tarafından parçalanır. Bazı besinsel lifler, özellikle inulin gibi çözünür lifler (enginar ve hindibada bulunur) bağırsak florasındaki iyi bakterilerin çoğalmasını stimüle eden prebiyotiklerdir. Sonuç olarak bunlar mikrobiyotanın stabilitesine ve iyi sağlığına doğrudan katkıda bulunur.

Dolayısıyla uzun süreli olması halinde beslenme alışkanlıklarındaki değişikliklerin sağlık üzerinde rolü olup beslenme yoluyla yeni tedavi olanaklarına kapı açması çok olasıdır.

Prebiyotikler üst gastrointestinal sistemde sindirilmeyen ancak kolonda bulunan "iyi" bakteriler tarafından son bölümde fermente edilen kompleks karbonhidratlardır. Sonuç olarak, bunlar bağırsak hücreleri için enerji kaynağı değil özellikle vajina ve bağırsak mikrobiyotasında bazı mikroorganizmalar (sidenote: Microorganisms Living organisms that are too small to be seen with the naked eye. They include bacteria, viruses, fungi, archaea and protozoa, and are commonly referred to as “microbes”. What is microbiology? Microbiology Society. ) için gerekli substratlardır.

Prebiyotikleri nerede bulabilirsiniz?

Beslenme tek prebiyotik kaynağıdır: Yiyerek mikrobiyotanızı besleyebilir ve böylelikle çeşitliliğine ve bileşimine etki edebilirsiniz. Bu nedenle, taze meyve ve sebze gibi lif oranı yüksek gıdaları daha çok içeren bir beslenme bakteriyel floradaki dengeyi korumada en önemli unsurdur.

En çok kullanılan prebiyotikler fruktanlar, özellikle de inulin ve fruktooligosakkaritlerdir. Bazı yiyecekler bunlardan özellikle zengindir: 

• muz, soğan ve sarımsakta oligosakkaritler bulunur,
• hindiba, radika ve enginar inulin içerir,
• kuru baklagiller ve tüm tahıllar dirençli nişasta içerir.

Prebiyotikler, etkileri teyit edilecek

Prebiyotiklerin enfeksiyöz bağırsak hastalıkları veya alerjiler gibi disbiyozis (sidenote: Disbiyozis Genelde çevresel ve bireye özel faktörlerden oluşan bir kombinasyonun yol açtığı mikrobiyotanın bileşimi ve fonksiyonunda bir değişiklik olarak tanımlanır. Disbiyozis homojen bir durum değildir aksine kişilerin sağlık durumlarına göre değişkenlik gösterir. Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232. ) ile ilişkilendirilen hastalıklar için büyük tedavi potansiyeli vardır. Gene de probiyotikler gibi, kullanılacak prebiyotikleri, dozlarını, veriliş şeklini tanımlamak ve bunların etkililiğini teyit etmek gerekli olacaktır. 

Psöriyazis değişen uzunlukta ve yoğunlukta atak ve remisyon dönemleri arasında gidip gelen kronik bir hastalıktır.

Kendini çok hızlı yenileyen epidermi

Vakaların çoğunda psöriyazis kendini daha çok dirsekler, dizler, kafa derisi ve belde olmak üzere beyaz kabukla kaplı kırmızı lekeler olarak gösterir. Ciddi veya bulaşıcı olmamasına rağmen bu cilt rahatsızlığı gene de rahatsızlık vericidir ve yaşam kalitesinde ciddi bir etkisi vardır.

Zayıflamış bir bağırsak mikrobiyotası

Psöriyazisi tanımlayan enflamasyon mekanizması artık bilinmektedir: epidermi normalde 3 haftada bir yenileniyor olmasına rağmen bu hastalıkta 4 ile 6 gün arasında yenilenerek ölü cildin birikmesine ve lokal enflamasyona yol açar. Ancak bunun aksine nedeni bilinmemektedir. Çeşitli genetik ve çevresel risk faktörleri tanımlanmıştır ancak artık bunların nasıl etkileşime girdiklerini anlamamız gerekmektedir. Stres, bazı ilaçlar (beta-blokerler, hipertansiyon ilaçları, interferon alfa vb.) vebazı KBB enfeksiyonlarının atak olasılığını artırdığını biliyoruz. Bağırsak ve cilt mikrobiyotasının rolü de vurgulanmaktadır. Gerçekten de sağlıklı ciltlere kıyasla psöriyatik lezyonlarda cilt mikrobiyotasının bileşiminde bir denge bozukluğu gözlenmiştir ancak hastalık belirli bir patojen ile ilgili değildir. Bağırsak mikrobiyotası açısından, mikrobiyota bağışıklık tepkisini değiştirerek cilt enflamasyonunu kontrol ediyor gibi görünmektedir. Kesin moleküler mekanizma hala büyük oranda bilinmemektedir. Ancak fazla miktarda bulunan pro-inflamatuar bakterilerin enflamasyona yol açtığından şüphelenilmektedir.

Tedavisi yok

Şu an için psöriyazisi tamamen iyileştirecek bir tedavi yoktur.

Tedavi ataklar sırasında kortikosteroid bazlı ürünlerin ve D3 vitamini analoglarının, nemlendirici kremler ile birlikte uygulanmasını temel alır. Yaygın psöriyazis durumunda fototerapi endikedir ancak sınırlı olarak kullanılmalıdır. Şiddetli vakalar dikkatli şekilde izlenmesi gereken başka tedavilerden fayda görmektedir. Lokalize cilt enflamasyonu ve disbiyozis üzerinde probiyotiklerin etkisini değerlendirmek üzere araştırmalar yapılmaktadır.

Vakaların %95'inde yüzde görülse de akne lezyonları sırtta, boyunda ve göğsün ön kısmında da görülebilir. Özellikle kadınlar olmak üzere yetişkinlerin dörtte birini etkiler.

Çeşitli lezyonlar

Akne, saçı sebum üreten bir salgı bezi ile birleştiren saç folikülü hastalığıdır. Bu cilt sorunu, evresine bağlı olarak farklı lezyon türleri ile kendini gösterir: siyah noktalar ve beyaz noktalar aknenin ilk evresidir; daha sonra papüller ve püstülller inflamatuar evreye karşılık gelir.

Cilt mikrobiyotasının rolü

Genetik, hormonlar ve hijyen... Aknenin birçok nedeni bulunur ancak bunların hepsinin ortak bir noktası vardır: ortaya çıkmasında Propionibacterium acnes bakterisinin rolü olması. Ciltte doğal olarak bulunan bu bakteri fazla sebum etkisi altında çoğalır ve cilt mikrobiyotasında bir denge bozukluğuna yol açar. Cilt bu lokal disbiyozise tepki göstererek enflamasyon oluşturur.

Kronik cilt hastalıklarının çoğunlukla başka problemlerle ilgili olduğu artık iyi bilinmektedir. Aknede de durum budur: akneli insanlarda fonksiyonel gastrointestinal rahatsızlıklar ile ilişkili ciddi bir depresyon, stres ve anksiyete prevalansı vardır. Mevcut varsayım lokal ve sistemik disbiyozislere ve inflamasyona yol açan "bağırsak-beyin-cilt" aksındaki değişmiş etkileşimleri seçmektedir.

Kişiye özel tedavi

Akne tedavisi aknenin şiddetine ve fizyolojik etkisine bağlıdır. İyi bir hijyen ile birlikte topikal ve/veya oral tedaviler (antibiyotikler veya isotretinoin) iyi sonuçlar verir. Ancak, antibiyotik direncinin ortaya çıkmasıyla güvenli ve etkili bir alternatif arayışı gerekli hale gelmiştir. Yıllar boyunca tedavi amaçlı olarak probiyotikler (lokal veya oral) araştırılmıştır. Bazıları cilt bariyerinde, cilt hassasiyetinde, nemlilik ve epiderminin fonksiyonları üzerinde lactobacillus'ların (Lactobacillus acidophilus ve Lactobacillus paracasei) faydalı olduğunu göstermiştir.

Lupus hastası olan kişilerin sayısını belirlemek güçtür. Tüm dünyadaki prevalansının her 100.000 kişide 10 ile 150 kişi arasında değiştiği ve çoğunluğun kadın olduğu tahmin edilmektedir (%85).

Bağışıklık sistemi kendi hücrelerine saldırdığında

Bilinmeyen nedenlerden dolayı lupus hastası insanlardaki bağışıklık sistemi tüm dokuları etkileyebilen inflamatuar reaksiyonlara ve lezyonlara yol açan antikorlar üretir. Lupus çok farklı semptomlara neden olur: kütan erupsiyonlar, eklem ağrısı, göz kuruluğu, saç dökülmesi, tromboz, ateş, plörezi (akciğer zarı iltihabı) ve perikardit. Hastalık remisyon evreleri ile dönüşümlü olarak çeşitli süre ve yoğunlukta ataklar ile ilerler. Lupusun tanısı kan testi ile teyit edilir ve hasarın ölçüsü görüntüleme teknikleri ile ölçülür.

Yatkın hale getiren faktörler ancak bilinmeyen neden

Lupusun nedeni hala bir sır olarak kalsa da yatkınlaştırıcı bazı faktörler tanımlanmıştır: östrojen, genetik bir yatkınlık, bazı ilaçlar, UV ışınları, stres ve bazı virüsler (Epstein-Barr virüs). Araştırma çalışmaları bağırsak mikrobiyotasının rolünü de incelemiştir. Gerçekten de remisyon evresinde lupus hastalarında bir denge bozukluğu (disbiyozis) gözlemlenmiştir. Mikrobiyota oto-antikorların üretiminde bile rol oynuyor olabilir.

Atakları azaltın ve aralarını uzatın

Hiçbir ilaç lupusu tedavi etmez. Ancak çeşitli moleküllerin birleştirilmesi (hastalığın şiddetine bağlı olarak steroid dışı anti-inflamatuarlar, sıtma ilaçları, kortikosteroidler, immünosupresanlar, ve monoklonal antikorlar) atakları hafifletir, komplikasyonları sınırlandırır ve remisyon süresini uzatır. Aynı zamanda daha az sert uzun süreli tedaviler nüksetmeyi önler.

Mikrobiyotanın rolü teyit edilirse, mikrobiyotayı beslenme veya probiyotikler ile modüle etmek umut vaat eden bir tedavi opsiyonu olabilir.