Pytania i odpowiedzi: Przyszłość probiotyków

Probiotyki – przyjmowanie żywych drobnoustrojów w celu poprawy zdrowia – mogą wywoływać obrazy starzejących się hipisów w sklepach ze zdrową żywnością kupujących jogurty ezoteryczne. Ale w rzeczywistości pojawiające się dane naukowe pokazują, w jaki sposób leczenie probiotyczne może korzystnie wpłynąć zarówno na miliony drobnoustrojów w naszych jelitach, jak i zdrowie ich ludzkiego gospodarza. Na początku tego tygodnia na konferencji zwołanej przez Narodowe Instytuty Zdrowia zbadano stan tej rozwijającej się dziedziny medycyny. Mieszanina immunologów, mikrobiologów, dietetyków, klinicystów, a nawet członków Departamentu Obrony przybyła do hotelu w Rockville, MD, aby wydobyć implikacje najnowszych badań klinicznych probiotyków.

Jeff Gordon

Badania zwierząt hodowanych w sterylnych środowiskach wykazały, że drobnoustroje w jelitach odgrywają istotną rolę zarówno w rozwoju układu odpornościowego, jak i samym trawieniu. (Zobacz Nasza menażeria drobnoustrojów.) Od setek lat ludzie próbują kształtować te społeczności na lepsze, jedząc sfermentowaną żywność pełną bakterii, taką jak jogurt. Ale dopiero niedawno probiotyki zostały przetestowane bardziej rygorystycznie pod kątem wielu schorzeń, w tym alergii, choroby Leśniowskiego-Crohna i biegunki. Jednakże, ponieważ badania te wykorzystywały różne formuły i były ograniczone pod względem wielkości, przyniosły one mieszane wyniki. Zarówno naukowcy, jak i lekarze mają nadzieję, że lepsze scharakteryzowanie i zrozumienie społeczności drobnoustrojów żyjących w nas może pomóc w ukształtowaniu i zinterpretowaniu tych badań, ostatecznie otwierając nową erę w medycynie mikrobiologicznej.

Jednym z głównych ograniczeń w badaniu wpływu probiotyków jest niezdolność do wyhodowania większości drobnoustrojów żołądkowo-jelitowych w laboratorium. Jednak nowe technologie, które wykorzystują analizę DNA do badania drobnoustrojów jelitowych bez ich hodowli – podejście znane jako metagenomika – oferują naukowcom alternatywne podejście. (Patrz Zdefiniowana metagenomika). Rosnąca liczba badań opublikowanych w ciągu ostatnich dwóch lat ujawnia oszałamiającą różnorodność naszych mieszkańców drobnoustrojów: ludzie mają w jelitach od 100 do 1000 różnych typów bakterii, a każda nowa badana osoba odkrywa dodatkowe odmiany. Obecnie trwają projekty mające na celu zbadanie, w jaki sposób różne czynniki, w tym leczenie chorób i probiotyków, kształtują te społeczności.

Jeff Gordon , mikrobiolog z Washington University w St. Louis i organizator konferencji, jest liderem w badaniach metagenomicznych ludzkiego jelita. Rozmawiał z Przegląd technologii o tym, jak te nowe technologie mogą kształtować gabinet medycyny mikrobiologicznej przyszłości.

DZIECI : Czy jesteśmy u progu rewolucji w probiotykach?

JG : Opisałbym to jako szybką ewolucję. Probiotyki istnieją od lat, a pytania, które zadajemy – takie jak kształtowanie społeczności drobnoustrojów – są bardzo starymi pytaniami zadawanymi od narodzin mikrobiologii. To, co się zmieniło, to rodzaje narzędzi i systemów eksperymentalnych, które musimy badać. Mamy nowe technologie sekwencjonowania i metagenomiki, zwierzęta gnotobiotyczne [wolne od drobnoustrojów], myszy transgeniczne oraz zaawansowane metody profilowania metabolicznego.

DZIECI : Jak te technologie zmieniają sposób, w jaki myślimy o probiotykach?

JG : Jeśli zamierzamy celowo zmienić społeczność drobnoustrojów jelitowych, musimy to lepiej zrozumieć.

Myślę, że zbieg czynników metagenomicznych i innych pozwala nam zająć się pytaniem, jaki jest mechanizm działania? Jak ogólne są efekty? Jaki mają wpływ na ekologię drobnoustrojów jelitowych i na gospodarza? Czy różnice interpersonalne w ekologii drobnoustrojów jelitowych determinują skuteczność probiotyków?

Początkowo opisujemy, jakie drobnoustroje są obecne na poziomie organizmu i genów, a następnie przyglądamy się funkcji tych społeczności. Zapewni to bezprecedensową okazję do określenia okoliczności, w jakich dana osoba powinna spożywać żywe drobnoustroje.

DZIECI : Jak wpłynie to na rozwój probiotyków jako produktów? Większość aktualnych badań – i żywność znakowana probiotykami – zawiera tylko jeden lub kilka szczepów bakterii.

JG : Musimy myśleć o mikrobach jako o części społeczności o właściwościach, które wynikają z tej społeczności. Gospodarz może mieć wpływ na rodzaje związków, które wytwarza społeczność, więc mogą pojawić się rodzaje produktów, które mogą być widoczne tylko podczas badania całej społeczności.

DZIECI W kilku badaniach zbadano leczenie probiotyczne u kobiet w ciąży i noworodków, a wstępne dowody sugerują, że może to mieć długoterminowy wpływ na zmniejszenie niektórych alergii.

JG : Może wystąpić krytyczny okres rozwoju przy określaniu profilu mikrobiologicznego danej osoby. Musimy zacząć myśleć o tym, jakie siły kształtują zgromadzenie społeczne. Może istnieć dynamiczna interakcja między drobnoustrojami a dietą, która może mieć długoterminowy wpływ na żywiciela.

DZIECI : Twoje laboratorium wykazało wcześniej, że ludzie otyli i szczupli mają różnice w populacji drobnoustrojów, które wpływają na efektywność trawienia pokarmów. Nad czym teraz pracujesz?

JG : Moje laboratorium próbuje umieścić ludzki mikrobiom jelitowy w kontekście ewolucji. Jak został ukształtowany przez ewolucję? Czy to się zmienia wraz z naszym szybko zmieniającym się stylem życia? Właśnie kończymy duże globalne badanie jelit ssaków, w tym gatunków naczelnych innych niż człowiek, mięsożerców, roślinożerców i wszystkożerców.

ukryć