1. Kapitola
Úvod do Univerzity mikrobiómu pre lekárov
Jedinečnosť mikrobiómu si vyžaduje individuálny prístup. Slovenskí vedci, ktorí skúmajú možnosti cielenej úpravy črevného mikrobiómu pre podporu liečbu nielen tráviacich ťažkostí, ale aj iných chronických chorôb pracujú na nových metódach personalizovanej medicíny. Na základe dlhoročného výskumu črevného mikrobiómu a medzinárodnej spolupráci priniesli výsledky svojej práce vo forme Personalizovaných probiotík, teda probiotík pripravovaných „na mieru“ pre konkrétneho pacienta osobitne. Je to dôležitý krok k personalizovanej medicíne, ktorá rešpektuje individualitu človeka a je medicínou budúcnosti.
Slovenskí vedci pod vedením MVDr.Alojz Bomba, DrSc. so svojim tímom už 20 rokov organizujú najväčšiu Medzinarodnú vedeckú konferenciu o výskume probiotík, prebiotík a črevného mikrobiómu (IPC) v rôznych metropolách strednej Európy. Vďaka medzinárodnej spolupráci získali poznatky a nástroje do inovatívneho vysoko technologického produktu, ktorý môže lekárom, ale aj bežným ľuďom pomôcť v prevencii, ale hlavne v podpornej liečbe váčšiny chronických chorôb.
Požiadali sme pána doktora Alojza Bombu, DrSc., aby poskytol našim čitateľom – lekárom podrobnejšie odborné informácie o problematike modulácie črevného mikrobiómu a tak vznikla séria vzdelávacích článkov pod názvom Univerzita mikrobiómu pre lekárov.
PhDr. Viola Zlámalová
Kľúčové výrazy:
Črevná mikrobiota: je spoločenstvo mikroorganizmov, ktoré osídľuje náš tráviaci trakt. Črevnú mikrobiotu formujú črevné baktérie, bakteriofágy, kvasinky, plesne a huby. Najväčší podiel v črevnom ekosystéme tvoria črevné baktérie.
Počet druhov baktérií v našich črevách sa pohybuje v tisícoch pričom počet buniek črevnej mikrobioty je približne rovnaký, aký je počet buniek celého ľudského organizmu.
Črevný mikrobióm: Súhrn génov všetkých mikroorganizmov nášho tráviaceho traktu označujeme pojmom črevný mikrobióm a počet ich génov je približne 150 násobne vyšší v porovnaní s počtom všetkých génov človeka.
Prebiotiká: sú zložité cukry, ktoré stimulujú rast a metabolickú aktivitu prospešných baktérií v našich črevách. Vhodná je ich kombinácia s probiotikami vo forme synbiotík.
Súčasné poznatky poukazujú na mimoriadne významnú úlohu črevného mikrobiómu pri podpore nášho zdravia, v prevencii chorôb, ale aj v procese vzniku a rozvoja chorôb. Črevná mikrobiota sa podieľa na regulácii mnohých fyziologických funkcií organizmu človeka, predovšetkým nášho metabolizmu, imunitnému systému, ale aj činnosti nášho mozgu. Črevná mikrobiota prostredníctvom produkcie rôznych metabolitov a aktiváciou signálnych molekulových dráh prispieva k udržiavaniu rovnováhy vnútorného prostredia nášho organizmu. Funkčné účinky metabolitov, ktoré produkujú črevné baktérie plnia dve základné funkcie. Môžu sa integrovať do metabolizmu hostiteľa alebo pôsobia ako signálne molekuly, ktoré regulujú funkcie nášho organizmu. Súšasný vyśkum poukazuje na rastúci význam metabolitov pri rôznych procesoch ako napr. znižovaní zápalu (Butyrát), riadenia CNS (neurotransmitery) a metabolizmus tukov – cholesterol (Acetát).
Dysbióza črevného mikrobiómu je spojená s chronickými chorobami
Súčasné poznatky však poukazujú aj na skutočnosť, že črevný mikrobióm má veľký význam aj v procese vzniku a vývoja chorôb. Narušenie diverzity, zloženia a funkčnosti črevného mikrobiómu, stav ktorý označujeme ako črevná dysbióza, ktorá v organizme spôsobuje zápal nízkeho stupňa. Črevná dysbióza je spojená s mnohými chronickými chorobami, vrátane črevných zápalových chorôb, syndrómu dráždivého čreva, metabolického syndrómu, obezity, diabetu II. typu, srdcovo-cievnych a nádorových chorôb, ale aj neurodegeneratívnych chorôb či duševných porúch. Zatiaľ nie je objasnené, či je črevná dysbióza príčinou alebo dôsledkom chronických chorôb, avšak je jasné, že úpravou mikrobiómu dokážeme ovplyvniť symptómy chorôb. Uvedené poznatky však zároveň poukazujú na mimoriadny potenciál využitia modulácie črevného mikrobiómu v prevencii a podpornej terapii chronických chorôb spojených s dysbiózou. Pre vyššiu úspešnosť liečby chronických a infekčných chorôb je podporná liečba zacielená na úpravu črevného mikrobiómu mimoriadne dôležitá, pretože sa pomcou nej optimalizuje zloženie a funkčnosť črevného mikrobiómu a črevnej bariéry, imunitného systému a metabolizmu s pozitívnym vplyvom na činnosť centrálnej nervovej sústavy. Probiotické mikroorganizmy upravujú zloženie a funkčnosť črevného mikrobiómu, inhibujú rast patogénnych mikroorganizmov, obnovujú funkčnosť črevnej bariéry a črevnú permeabilitu, optimalizujú metabolizmus a stimulujú imunitný systém. Uvedenými účinkami bránia vzniku metabolických porúch a indukcii chronického zápalu.
Ktoré metódy modulácie črevnej mikrobioty dnes máme k dispozícii?
Transplantácia fekálnej mikrobioty je prenos fekálnej mikrobioty od zdravého človeka (darcu) pacientovi s ochorením spojeným s dysbiózou. Transplantácia fekálnej mikrobioty je účinná terapeutická alternatíva pre infekciu Clostridium difficile, ale môže predstavovať sľubný terapeutický prístup u pacientov s inými chorobami, ako sú črevné zápalové choroby, syndróm dráždivého čreva, metabolický syndróm a obezita. Nesie so sebou určité riziká prenosu patogénnych agens, preto v našom výskume pracujeme na forme, ktorá by tieto riziká eliminovala. Jednou z perspektívnych sa ukazuje aj cielená autotransplantácia mikrobiómu. Súčasné poznatky poukazujú na to, že črevnú mikrobiotu je možné účinne modulovať podávaním definovanej mikrobioty vo forme konzorcií mikroorganizmov. Jedným z nových terapeutických prístupov zacielených na črevnú mikrobiotu, je založený na metabolitoch produkovaných mikroorganizmami – „postbiotikách“. Tieto metabolity slúžia ako efektívne komunikačné prostriedky v interakciách hostiteľ – mikroorganizmus. Na metabolitoch založená terapia, je zacielená na signálne dráhy mikrobiómu a účinkuje zmierňovaním negatívnych účinkov nedostatku, nadbytku alebo dysregulácie metabolitov zapojených do týchto signálnych dráh. Skôr ako ovplyvnenie nevhodného zloženia mikrobiómu, exogénne podanie alebo inhibícia metabolitov má potenciál napraviť negatívne účinky dysbiózy. Takéto prípravky sa vyvíjajú vo svete vo forme liečív – farmabiotík.
V súčasnosti disponujeme viacerými možnosťami modulácie črevného mikrobiómu, ale ukazuje sa, že vývoj smeruje k personalizovanej a cielenej modulácii črevného mikrobiómu v prevencii a podpornej terapii chorôb, využitím prospešných mikroorganizmov, ich konzorcií a nimi produkovaných metabolitov. Prvým z uvedených produktov sú personalizované probiotiká, ktoré sa pripravujú na základe mikrobiómu pacienta, ale vo výskume pracujeme na ďalších nových metódach. Sme presvedčený, že najperspektívnejšou metódou bude personalizovaná a cielená modulácie črevného mikrobiómu, využitím kombinácie prospešných mikroorganizmov, ich konzorcií a nimi produkovaných metabolitov či už vo forme perorálnych aplikácií alebo formou autotransplantácie.
Úloha črevného mikrobiómu v liečbe chorôb často opomína. Radi by sme pomohli našim lekárom, aby terapia ich pacientov bola komplexnejšia a účinnejšia, a preto sme sa rozhodli pripraviť “Univerzitu mikrobiómu pre lekárov“, ktorá im poskytne potrebné informácie o súčasnom stave výskumu mikrobiómu a možnostiach jeho účinnej personalizovanej a cielenej modulácie v podpornej terapii chronických a infekčných chorôb.