Znajdź zawartość

Naukowcy z University of Chicago zauważyli, że mikrobiom jelit osób cierpiących na rzadką chorobę genetyczną powodującą krwawienia do mózgu, różni się od mikrobiomu osób, u których choroba ta nie występuje. Co więcej, stwierdzili, że to molekuła, powstająca w wyniku nierównowagi pomiędzy różnymi populacjami bakterii, powoduje uszkodzenia naczyń krwionośnych w mózgu. To prawdopodobnie pierwsze badania, które wykazały taką przyczynę jakiejkolwiek choroby naczyń krwionośnych układu nerwowego. Będą miały one olbrzymie znaczenie zarówno dla leczenia samej choroby, jak i dla badania innych chorób układu krwionośnego, które mogą być powodowane przez mikrobiom jelitowy. Naukowcy przyglądali się osobom, u których zdiagnozowano obecność naczyniaków jamistych ośrodkowego układu nerwowego (CA). U około 30–40% takich osób występują mutacje genetyczne, w wyniku których pojawiają się liczne naczyniaki w mózgu i rdzeniu kręgowym. U osób bez tych mutacji pojawiają się pojedyncze naczyniaki. Jednak nawet u osób z mutacjami częstotliwość występowania naczyniaków oraz przebieg choroby może znacząco się różnić. Od pewnego czasu pojawiały się hipotezy mówiące, że za różnicę w przebiegu choroby u osób z tymi samymi mutacjami czy za pojawianie się choroby u osób bez mutacji genetycznych może odpowiadać mikrobiom. Badania na myszach sugerowały rolę gram-ujemnych bakterii i zmienionej homeostazy jelitowej w patogenezie CA. Pilotażowe badania genetyczne wstępnie wykazały potencjalną różnicę w mikrobiomie pomiędzy osobami cierpiącymi na CA a osobami, u których schorzenie to nie występuje. Postanowiliśmy więc sprawdzić różnice w mikrobiomie na większej grupie ludzi. Porównaliśmy zarówno osoby z CA z osobami zdrowymi, jak i dokonaliśmy porównania pomiędzy osobami z CA o różnym przebiegu choroby, mówią autorzy badań. U pacjentów z CA stwierdziliśmy duże populacje różnych gatunków bakterii, których obecność była zgodna z postulowanym pojawianiem się uszkodzeń naczyń krwionośnych przez lipopolisacharydy (LPS) zarówno u ludzi jak i u myszy. Inne różnice mikrobiomu są powiązane z przebiegiem klinicznym CA. Na przebieg choroby oraz krwawienia do mózgu wpływa połączenie obu czynników – sygnatur mikrobiomu i biomarkerów prozapalnych, stwierdzają uczeni. Jeden z głównych autorów, profesor Issam Awad z University of Chicago Medicine, który brał też udział w badaniach na myszach, mówi, że już znaczącym odkryciem było samo stwierdzenie, iż wyściółka naczyń krwionośnych mózgu zwierząt reaguje na bakterie jelitowe. Nie wiedzieliśmy jednak, czy hipoteza mówiąca, że może istnieć mikrobiom, który predystynuje do pojawiania się uszkodzeń naczyń krwionośnych w mózgu będzie prawdziwa u ludzi. Żeby to sprawdzić uczeni z Chicago połączyli siły z naukowcami z University of California San Francisco, University of New Mexico, University of Pennsylvania oraz z grupą wsparcia pacjentów Angioma Alliance. Udało się uzyskać próbki kału od ponad 120 osób z CA. Analizy wykazały, że w mikrobiomach osób cierpiących na CA znajduje się znacznie więcej bakterii gram-ujemnych i mniej gram-dodatnich niż w całej populacji. Udało się też zidentyfikować kombinacje trzech powszechnie występujących gatunków bakterii, których relatywna obfitość względem siebie pozwala odróżnić osoby z CA od osób zdrowych. Okazało się również, że u pacjentów z CA występuje znacznie większa nierównowaga pomiędzy różnymi gatunkami bakterii. U pacjentów z CA widzimy ten sam wyróżniających ich mikrobiom. I różnica ta jest widoczna niezależnie od tego, czy są to pacjenci, którzy odziedziczyli niekorzystną mutację genetyczną czy osoby, u których występują pojedyncze naczyniaki. Jest to też niezależne od liczby naczyniaków, mówi Awad. Podczas szczegółowych badań stwierdzono, że brak równowagi pomiędzy różnymi gatunkami bakterii mikrobiomu powoduje pojawianie się lipopolisacharydów, które wraz z krwią docierają do mózgu, przyłączają się do wyściółki naczyń krwionośnych, ułatwiając tworzenie się uszkodzeń. Wszystkie dowody wskazują na to, że mikrobiom jest przyczyną uszkodzeń, dodaje Awad. Naukowcy pobrali krew od części pacjentów z CA i zastosowali zaawansowane modele maszynowego uczenia się do zidentyfikowania kombinacji sygnałów molekularnych powiązanych z chorobą. U osób z CA stwierdzono znaczną różnicę w biomarkerach wskazujących na obecność LPS i stanu zapalnego. W ten sposób de facto powstały też zindywidualizowane testy dla każdego z pacjentów z CA. Badając kombinacje populacji bakterii oraz biomarkerów w krwi byliśmy w stanie zmierzyć, na ile agresywna była choroba w przypadku każdego z pacjentów, wyjaśnia Sean Polster główny autor artykułu Permissive microbiome characterizes human subjects with a neurovascular disease cavernous angioma. Naukowcy już zaczęli zastanawiać się, jak w praktyce wykorzystać wyniki swoich badań. Wcześniejsze badania na myszach wykazały, że zwierzęta spożywające emulgatory, które są częstym dodatkiem do żywności przetworzonej, doświadczały częstszych krwawień z mózgu. Prawdopodobną przyczyną było zaburzanie równowagi mikrobiomu przez emulgatory. Badacze zalecają więc, by osoby ze zdiagnozowanym CA unikali żywności z emulgatorami. Profesor Awad ostrzega też, że chociaż antybiotyki i probiotyki wydają się oczywistymi metodami leczenia nierównowagi mikrobiomu, to ich stosowanie może tak zmienić mikrobiom, iż spowoduje to jeszcze większe problemy. To bardziej skomplikowane, niż się wydaje, stwierdza. Uczony ma jeszcze jedną bardzo ważną poradę dla osób z CA. Jeśli doświadczą oni infekcji powodowanej przez bakterie gram-ujemne – takiej jak infekcja układu moczowego czy zapalenia prostaty – to powinni natychmiast ją leczyć, by uniknąć możliwych uszkodzeń naczyń krwionośnych mózgu. « powrót do artykułu

Jak wspomóc organizm, gdy prowadzi się mało aktywny tryb życia? Głowią się nad tym specjaliści z różnych dziedzin, a ostatnio coraz częściej przedstawiciele branży medyczno-żywieniowej. Batony prebiotyczne dla wykonujących pracę siedzącą i bułki błonnikowe, które pomagają osobom ze stłuszczeniem wątroby, to propozycje naukowców z Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego (PUM). Co ważne, będzie je można osobiście przetestować, bo wkrótce powinny się znaleźć na sklepowych półkach. Zespół prof. Ewy Stachowskiej poszukuje metod wsparcia mikrobiomu jelitowego. Gdy mikrobiom lepiej funkcjonuje, lepiej działa układ pokarmowy. Może to także wpłynąć na poprawę nastroju. Postanowiliśmy zrobić coś dla osób, które mają problemy z zaparciami, a tym samym problemy z masą ciała. W oparciu o naszą recepturę lokalny wytwórca pieczywa, pan Jan Tabiński, przygotował batony, które zawierają tylko zdrowe elementy [np. rozpuszczalny błonnik roślinny o dużym stopniu lepkości] - powiedziała prof. Stachowska w wywiadzie udzielonym Polskiej Agencji Prasowej. Batony opracowano z myślą o ludziach z pracą siedzącą, np. urzędnikach czy kierowcach. Poprawa pracy jelit pojawia się naprawdę szybko, bo już po pierwszych tygodniach. Nawet teraz pacjenci mówią, że efekt się utrzymuje, mimo iż minęło 6-7 miesięcy od czasu, gdy codziennie jedli batony. Idea jest taka, aby ktoś kupił sobie zapas batonów na tydzień, odczuł efekt – a jeśli go nie ma, wydłużył ten okres do dwóch tygodni, a później znów odstawił je i zjadał po jednym batonie co dwa dni. Kolejnym plusem sięgania po batony jest spadek wagi. Podczas testów ludziom nie chciało się tak bardzo jeść, a dzięki temu po ok. 3 tygodniach wskazania wagi były o ok. 1 kg mniejsze. Na razie dostępny jest jeden smak, piernikowy, ale naukowcy podkreślają, że chcą też popracować nad innymi wersjami. Naturalne przyprawy mają działanie przeciwutleniające, a to dodatkowo wspiera mikroflorę jelitową. Bułki błonnikowe dla osób ze stłuszczeniem wątroby, które często cierpią na otyłość, mają z kolei smak żytniego pieczywa na zakwasie. One także zostały stworzone we współpracy z lokalnym producentem. Ludzie są przyzwyczajeni, lubią i chcą jeść dobrej jakości pieczywo. Trzeba więc było zaprojektować to tak, aby było wygodne. Choć naukowcy z PUM-u koncentrowali się na zmianie mikrobiomu jelitowego, skutkiem spożywania bułek była również utrata masy ciała. Efekt nas absolutnie zaskoczył. Nie spodziewaliśmy się, żeby funkcja wątroby poprawiła się szybciej niż po pół roku. Badanie stopnia stłuszczenia po dwóch miesiącach wskazało jednak, że poprawiły się parametry zwłóknienia i stłuszczenia wątroby. Co ważne, poprawiło się wytwarzanie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które m.in. obniżają stężenie cholesterolu LDL i trójglicerydów we krwi czy zmniejszają pH okrężnicy, ograniczając patogenną florę jelitową. Bułki, ochrzczone uniwersyteckimi, będą objęte licencją. Twórcom zależy, by można je było kupić w jak największej liczbie piekarni. Zgodnie z zapowiedziami, batony także trafią na sklepowe półki. W lutym zadebiutują na arenie światowej, bo na Międzynarodowej Wystawie Własności Intelektualnej, Wynalazków i Innowacji IPITEx w Bangkoku. « powrót do artykułu

Podczas ekspozycji na zimno mikrobiom jelit pomaga podtrzymać temperaturę głęboką ciała. Rolę mikrobiomu w termoregulacji ujawnił zespół prof. Johna R. Speakmana z Instytutu Genetyki i Biologii Rozwojowej Chińskiej Akademii Nauk. Gdy jest zimno, zwierzęta podtrzymują swoją temperaturę dzięki spalającej tłuszcz brunatnej tkance tłuszczowej (ang. brown adipose tissue, BAT), która jest uznawana za motor termogenezy, albo na drodze przekształcania białej tkanki tłuszczowej w brunatną (brunatnienia). By ocenić rolę mikroflory jelitowej w aktywacji BAT, naukowcy stosowali różne koktajle antybiotyków. Po wyeliminowaniu bakterii okazało się, że termoregulacja uległa upośledzeniu. Wyniki potwierdzono na myszach pozbawionych kontaktu z mikroorganizmami, czyli aksenicznych (ang. germ free mice, GF). Autorzy publikacji z pisma Cell Reports dowiedli, że wyeliminowanie mikrobiomu tłumiło wzrost ekspresji termogeniny (UCP1, ang. uncoupling protein 1, rozsprzęgacza protonów) w BAT i ograniczało brunatnienie białej tkanki tłuszczowej; UCP1 jest białkiem występującym w błonie mitochondriów brunatnej tkanki tłuszczowej. Naukowcy dywagują, że pod nieobecność "sprawnego" mikrobiomu zwierzęta nie są w stanie strawić wystarczającej ilości pokarmu, by zaspokoić zwiększone zapotrzebowanie energetyczne w chłodnych warunkach. Wpływ na BAT jest więc w pewien sposób wtórny. Chińczycy wykazali też jednak, że podanie myszom maślanów - krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych wytwarzanych przez bakterie - zwiększa wydajność termogenną myszy po antybiotykoterapii. To sugeruje, że mikrobiom pełni ważną rolę sygnalizacyjną w procesie stymulowania termogenezy wywołanej niską temperaturą. Choć autorzy artykułu przestrzegają, że na razie badania prowadzono na myszach i należy zachować ostrożność przy odnoszeniu wyników do ludzi, jednocześnie wskazują na kilka interesujących możliwości. Podkreślają np., że u seniorów często występują problemy z odpowiednią reakcją termoregulacyjną na chłód, przez co są oni bardziej narażeni na hipotermię. Rodzi się więc pytanie, czy związane z wiekiem zmiany mikrobiomu przyczyniają się do tego zjawiska i czy ich modulacja może przynieść starszym osobom korzyści. « powrót do artykułu

Myszy z mikrobiomem przetrzebionym przez antybiotykoterapię (ang. antibiotic-induced microbiome depletion, AIMD) mają niższy poziom glukozy i lepszą wrażliwość na insulinę. Wyniki uzyskane przez naukowców z Instytutu Salka rzucają nowe światło na rolę mikrobiomu w cukrzycy. Powinny też dać lepszy wgląd w skutki uboczne obserwowane u pacjentów leczonych dużymi dawkami antybiotyków. Badanie jest bardzo ekscytujące, bo sytuacja, jaką wytworzyliśmy u myszy, jest bardzo podobna do ludzi, którzy przeszli terapię licznymi antybiotykami. Teraz, gdy wiemy o oddziaływaniach [antybiotykoterapii] na metabolizm glukozy, możemy poszukać składowych mikrobiomu, które zwykle go kształtują - opowiada prof. Satchidananda Panda. By usunąć przed interwencją bakterie, wielu naukowców prowadzących eksperymenty mikrobiomowe na myszach stosuje antybiotyki [o szerokim spektrum działania]. My pokazaliśmy, że taki zabieg ma olbrzymi wpływ na metabolizm zwierząt. Z tego powodu niektóre skutki metaboliczne można przypisać przetrzebieniu mikroflory, a nie samej interwencji - dodaje prof. Amir Zarrinpar z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Autorzy publikacji z pisma Nature Communications nie zamierzali się przyglądać, jak "wybicie" mikrobiomu przez antybiotyk oddziałuje na poziom glukozy. Zamierzali analizować metaboliczne rytmy okołodobowe po przetrzebieniu mikroflory przez lek (warto dodać, że takie eksperymenty prowadzi się często na zwierzętach wyhodowanych w sterylnych warunkach). Ponieważ nie mieliśmy dostępu do myszy pozbawionych kontaktu z mikroorganizmami, tzw. myszy aksenicznych [ang. germ free mice, GF], postanowiliśmy zniszczyć mikrobiom za pomocą popularnych antybiotyków [w tym neomycyny czy wankomycyny]. Problem - nieposiadanie właściwych myszy - stał się ostatecznie czymś bardzo pozytywnym, bo pozwolił nam dokonać tego niespodziewanego odkrycia - opowiada Panda. Po podaniu leków zaobserwowano oczekiwany spadek różnorodności mikrobiomu jelitowego (gatunków reprezentujących typy Firmicutes i Bacteroidetes). Gdy przyjrzano się metabolizmowi, okazało się, że myszy są w stanie usunąć glukozę z krwi o wiele szybciej niż sądzono. Dalsze badania pokazały, że tkanka jelita grubego pochłaniała dodatkową glukozę. Odkrycie to pasowało do ustalenia, że myszy miały znacznie powiększone jelito grube. Generalnie AIMD obniżało wyjściowe poziomy glukozy w surowicy, poprawiało wrażliwość na insulinę, a także zmniejszało wzrosty poziomu cukru w czasie testów na tolerancję. Zmiany te zachodziły w warunkach zmniejszonego poziomu krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (ang. short-chain fatty acids, SCFAs), a zwłaszcza maślanów, oraz puli wtórnych kwasów żółciowych w świetle jelita (wtórne kwasy żółciowe są produkowane przez bytujące w jelicie cienkim bakterie, które odszczepiają od pierwotnych kwasów tłuszczowych glicynę, taurynę i grupy -OH). U myszy AIMD zmieniała się ekspresja genów w jelicie ślepym oraz jelitowa sygnalizacja związaną z glukagonopodobnym peptydem 1 (ang. glucagon-like peptide 1, GLP-1). Wiele wskazuje na to, że znaczące remodelowanie tkanki i ograniczona dostępność SCFAs przestawiają metabolizm kolonocytów, czyli komórek nabłonka jelitowego, na wykorzystanie glukozy. Pogłębione badania wykazały, że dla odmiany wątroba reaguje na AIMD jak na głodówkę, zwiększając ekspresję genów glukoneogenezy i zmniejszając ekspresję genów glikolizy. Choć może się tak wydawać, nie sugerujemy, że cukrzycę typu 2. powinno się leczyć antybiotykami - podsumowuje Panda. « powrót do artykułu