Zagadka jelit może doprowadzić do przełomu w leczeniu SM

Pytaniem nie jest już, czy mikrobiom jelitowy wpływa na odległe narządy, ale za pomocą jakiego „języka” to robi. Naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN są na tropie rozwiązania zagadki, która może zrewolucjonizować leczenie stwardnienia rozsianego, astmy i chorób neurodegeneracyjnych.

O mechanizmach komunikacji między bakteriami a ludzkim mózgiem i płucami opowiada prof. Tomasz Wypych, kierownik Pracowni Badań Mikrobiomu.

Choć rzadko o tym myślimy, wewnątrz naszych ciał tętni życie miliardów mikroorganizmów. Mikrobiota jelitowa to potężny, żywy „organ”, który wagą dorównuje ludzkiemu mózgowi. Składa się z bakterii, wirusów, grzybów i archeonów, a ich różnorodność genetyczna przyćmiewa nasz własny genom.

Co ciekawe, bakterie potrafią przekazywać sobie wiedzę i umiejętności niemal natychmiastowo poprzez tzw. horyzontalny transfer genów. Pozwala im to na błyskawiczną adaptację do środowiska, podczas gdy człowiek musi czekać na powolne procesy dziedziczenia i ewolucji.

Kluczem do zrozumienia wpływu jelit na resztę ciała są metabolity – substancje produkowane przez bakterie. Prof. Wypych obrazowo nazywa je „listami”, które mikrobiota wysyła do odległych tkanek, instruując je, jak mają reagować na bodźce.

Zespół prof. Wypycha skupia się na identyfikacji metabolitów przeciwzapalnych, które potrafią wyciszyć zbyt agresywne reakcje układu odpornościowego. Okazuje się, że choroby takie jak astma, atopowe zapalenie skóry czy stwardnienie rozsiane (SM) mają wspólny mianownik: patologiczną odpowiedź wrodzonego układu odpornościowego.

Najbardziej obiecujące wyniki dotyczą chorób neurodegeneracyjnych i autoimmunologicznych. Badacze odkryli, że pewne związki bakteryjne potrafią „rozmawiać” z komórkami glejowymi w mózgu oraz makrofagami w płucach, zmieniając ich próg aktywacji.

To odkrycie jest przełomowe, ponieważ uderza w samo źródło problemu – hamuje napływ komórek zapalnych do miejsc dotkniętych chorobą, zamiast jedynie łagodzić skutki ich niszczycielskiej działalności.

Tradycyjne podejście do mikrobiomu opierało się na sprawdzaniu, „kto tam mieszka”. Polska ekipa badawcza idzie o krok dalej – sprawdza, co te bakterie robią. Okazuje się bowiem, że nawet jeśli skład bakterii u osoby zdrowej i chorej wydaje się podobny, ich funkcja może być skrajnie różna.

Przykładem jest korelacja między antybiotykoterapią w dzieciństwie a astmą. Badania na myszach wykazały, że brak konkretnego metabolitu (kwasu indolo-3-propionowego) sprawia, iż komórki płuc „nie uczą się” tolerancji na roztocza i reagują na nie agresywnym stanem zapalnym.

Kiedy pacjenci będą mogli skorzystać z tych odkryć? Choć droga do stworzenia pełnoprawnego leku jest długa i kosztowna (zazwyczaj około 10 lat), szybciej mogą pojawić się tzw. probiotyki nowej generacji.

Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć polskiego zespołu jest fakt, że metabolity bakteryjne nie zawsze potrzebują specjalnych receptorów, by działać na komórki. Mogą one wnikać bezpośrednio w strukturę błony komórkowej, tzw. „tratwy lipidowe”.