Microbiomul uman este colecția de organisme minuscule care trăiesc în și pe corpurile noastre. Există de 10 ori mai multe dintre ele în interiorul fiecăruia dintre noi decât celulele umane și reprezintă o gamă de 10.000 de specii microbiene diferite, în mare parte de „bacterii bune” sau microbiote.

poate

„S-a apreciat multă vreme că sănătatea intestinelor promovează sănătatea generală”, a declarat Robert C. Alaniz, dr., Profesor asistent și director al Centrului de Științe pentru Sănătate din Texas A&M Colegiul de Medicină Facilitatea de analiză a celulelor. „Hipocrate, așa-numitul tată al medicinei, a declarat că„ toate bolile încep în intestin ”.”

„Cred că este corect să spunem că în cercetarea biomedicală, investigarea microbiotei este una dintre cele mai fierbinți și mai impactante domenii de cercetare de astăzi”, a spus Alaniz, cu U.S. și oameni de știință internaționali care solicită crearea unei inițiative majore de a studia microbiomul pe o varietate de specii, în plus față de oameni. Acest lucru se datorează parțial faptului că microbiomul este legat de o serie de boli și afecțiuni complexe, de la obezitate și colită la autism.

De exemplu, oamenii de știință au arătat că, dacă transplantează microbiota unui individ obez la un model animal (fără bacterii intestinale), animalul primitor va deveni obez. „Deși epidemia de obezitate este în mare măsură o tulburare a metabolismului unei gazde”, a spus Alaniz, „microbiota care este prezentă în intestinul nostru este un partener cheie în promovarea sau prevenirea obezității”. Studii similare au fost efectuate cu colita umană.

Deși poate părea logic că micile creaturi care trăiesc în intestin ar putea avea un impact asupra obezității și colitei, este mai dificil să înțelegem cum ar putea fi implicați și în autism, astm sau alte boli în afara intestinului. Potrivit lui Alaniz, probabil că are de-a face cu substanțele chimice pe care le produc bacteriile. Una dintre aceste substanțe chimice a fost identificată ca fiind capabilă să circule la creier și să afecteze comportamentul. „Legătura dintre intestin și creier devine din ce în ce mai apreciată, în același timp, mecanismele de stabilire a acestor legături devin din ce în ce mai cunoscute”, a spus Alaniz. „La un nivel, este destul de fantastic, deoarece ne putem întreba cum au fost selectați microbii pentru a produce aceste produse biochimice și cum au evoluat oamenii pentru a recunoaște aceste semnale microbiene? Dar când faci un alt pas înapoi, are ceva sens, deoarece acești microbi au co-evoluat cu noi în curajul nostru de-a lungul a sute de milenii. ”

În general, intestinul este regiunea corpului cea mai cunoscută pentru adăpostirea microbiomului, însă aproape fiecare loc al corpului - în special cele care interacționează cu mediul exterior, cum ar fi pielea, pasajele nazale și plămânii - are propriul său set specific de microbi. Cu toate acestea, determinarea mecanismelor care mediază efectele benefice (sau dăunătoare) ale microbiotei la fiecare loc al corpului este o sarcină extrem de descurajantă și o „cutie neagră” foarte mare. „Încă nu este clar în fiecare boală care sunt exact microbii buni și care sunt cei răi și ce fac ei”, a spus Alaniz. „Credem că cercetarea noastră completează acea cutie neagră, identificând substanțele chimice specifice pe care le produce microbiota, care le produc microbii și modul în care aceste biochimice microbiene reglează sistemele noastre fiziologice și imune pentru a ne promova sănătatea”.

„Pentru a evita cercetarea asupra microbiotei în sănătate și boală, este să eviți viitorul biomedicinei.”

Alaniz și echipa sa de cercetare, împreună cu colaboratorul său Arul Jayaraman, doctorat, profesor de inginerie chimică la Texas A&M University, se concentrează asupra modului în care anumite produse, produse doar de microbiota, influențează funcția celulelor T, care sunt celule cheie reglatoare și protectoare ale sistemului imunitar. Procedând astfel, Alaniz și Jayaraman au primit o subvenție de 2 milioane de dolari pentru a studia modul de adaptare a funcției acestor celule T pentru a trata sau preveni bolile inflamatorii precum colita, artrita și psoriazisul.

„Microbii din intestin și din alte părți ale corpului nostru sunt parteneri extrem de importanți în sănătatea generală, dar dacă putem dezvălui mecanismele simbiotice cheie pe care le folosesc, acesta deschide un univers de potențial de descoperire”, a spus Alaniz. Scopul nostru este acum de a traduce descoperirile noastre intr-o noua generatie de terapeutica care poate trata o varietate de boli in cazul in care sa cunoscut microbiota au un impact.

Este un proces laborios, cu mai multe fațete. În primul rând, cercetătorii folosesc algoritmi computerizați pentru a prezice ce molecule ar putea fi produse de microbiotă și apoi folosesc un spectrometru de masă pentru a vedea ce molecule sunt de fapt prezente. Apoi studiază dacă abundența acelei substanțe chimice tinde să crească sau să scadă în timpul unei anumite boli. „Atunci putem testa aceste substanțe chimice direct pe celule in vitro și putem determina cum funcționează acestea”, a spus Alaniz. Atunci cand ne uitam la celule la nivel molecular, avem o imagine foarte buna a modului in care microbiota functioneaza mecanic pentru a regla imunitatea noastra gazda. Dacă aceste studii arată că substanța chimică în cauză are promisiuni ca potențial terapeutic, acum sunt gata să le testeze într-un model animal al bolii.

Consumatoare de timp și complexă așa cum este, această lucrare arată deja un mare succes pentru multiple boli. Într-un studiu în curs de desfășurare, Alaniz și echipa sa au reușit să utilizeze o substanță chimică produsă de microbiota pentru a trata diabetul, precum și medicamentul antidiabetic. „În diagnosticarea cuiva cu o anumită boală care are o legătură puternică cu microbiomul”, a spus Alaniz, „cred că cercetările noastre și munca altora vor permite medicinii clinice să utilizeze în cele din urmă sănătatea microbiotei ca factor de diagnostic și/sau potențial o intervenție terapeutică, singură sau în combinație cu terapiile medicamentoase actuale. ”

Pentru a ajuta la construirea infrastructurii specializate pentru cercetarea microbiotei la Texas A&M, Alaniz și Jayaraman au primit două subvenții pentru crearea Centrului de Cercetare Integrată a Microbiotei (CIMR) și a Centrului de Analiză Integrată a Metabolomicii. În CIMR, pe care îl conduce Alaniz, vor putea crește modele de animale fără germeni, care este „un sistem foarte puternic”, a spus Alaniz. „Suntem foarte încântați să-l inițiem”. Înainte, ei trebuiau să se bazeze pe alte instituții pentru ceea ce aveau nevoie și, deoarece există doar aproximativ 30 de astfel de facilități la nivel național (și, înainte de Texas A&M, doar unul în Texas) cu această capacitate, astfel resursele nu erau întotdeauna ușor de găsit . „Prezicem că mai mulți anchetatori din Texas A&M vor face cercetări asupra microbiotei”, a spus Alaniz, „și vom putea recruta noi anchetatori care studiază deja microbiota pentru a veni la centrul de științe ale sănătății - ceea ce va ajuta A&M să devină un jucător important în acest câmp revoluționar. ”

Între timp, există câteva lucruri pe care oamenii le pot face pentru a ajuta la sănătatea microbiotei lor. „Mâncând bine, mâncând legumele, mâncând broccoli - începem să înțelegem, la nivel mecanic, de ce este benefic.” În cazul broccoli, de exemplu, există substanțe chimice specifice în broccoli pe care microbiota le poate metaboliza într-o a doua substanță chimică diferită care ne promovează sănătatea. Dietele bogate în fibre sunt, de asemenea, bune, deoarece microbiota metabolizează fibrele într-un mod unic, iar substanțele chimice produse sunt capabile să regleze sistemul nostru imunitar.

În ceea ce privește suplimentele probiotice mult renumite? Alaniz este optimist, dar precaut. „Cred că probioticele vor fi utile”, a spus el, „dar îngrijorarea mea este că ceea ce este pe piață poate să nu fie probioticele care au fost testate științific și prezic că odată cu efectuarea studiilor clinice, vom obține un o imagine mult mai bună despre care ne ajută. ”

Cu toate acestea, un lucru este sigur: microbiomul deține o mare promisiune pentru viitorul științei și medicinei. „Pentru a evita cercetarea asupra microbiotei în sănătate și boală, este să eviți viitorul biomedicinei”, a spus Alaniz.