Χειραγωγώντας το μικροβίωμα του εντέρου: η προοπτική των περιτωμμάτων Understand article

Μετάφραση από: Βικτώρια Παταβού (Victoria Patavou) – Φοιτήτρια Βιολογίας, ΑΠΘ και Παναγιώτη Κ. Στασινάκη (Panagiotis K. Stasinakis) - Εκπαιδευτικός, Βιολόγος, MEd, PhD, Πανελλήνια Ένωση…

Ευγενική χορηγία της εικόνας
από το Big Pants Production /
shutterstock.com / Nicola Graf

Περιττώματα, κενώσεις, ή  κόπρανα, όπως και αν τα αποκαλέσει κανείς, η ιδέα της εισαγωγής τους στο σώμα σου από κάποιον άλλον, ακούγεται το σίγουρα αηδιαστική. Όμως, για κάποιον που πάσχει από λοίμωξη του Clostridium difficile, μια πιθανώς θανατηφόρο πάθηση του εντέρου, η δυνατότητα μεταμόσχευσης κοπράνων θα μπορούσε να τους σώσει τη ζωή. Οπότε πριν απορρίψεις την ιδέα αναλογίσου το συλλογισμό πίσω από αυτή την ασυνήθιστη ιατρική προσέγγιση: τα κόπρανα περιέχουν ένα σημαντικό συστατικό – ευεργετικά βακτήρια. Και το ποσοστό επιτυχίας της θεραπείας των  λοιμώξεων από C. difficile με μεταμόσχευση κοπράνων είναι πάνω από 90%. Επιπλέον, επιστήμονες του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίαςw1 (EMBL), θεωρούν πως το προσεκτικό ταίριασμα των δοτών με τους ασθενείς θα μπορούσε να κάνει τις μεταμοσχεύσεις κοπράνων ακόμη πιο αποτελεσματικές και ευρέως εφαρμόσιμες.

Βακτήρια και μικροβίωμα του εντέρου

Όταν ο γιατρός σου συνταγογραφεί αντιβιοτικά, περιμένεις η αγωγή να αντιμετωπίσει κάποια μόλυνση και όχι να προκαλέσει μια νέα ασθένεια. Πέρα από τη θανάτωση των βακτηρίων-στόχων, τα αντιβιοτικά (ιδιαιτέρως τα αντιβιοτικά ευρέος φάσματος) καταστρέφουν και τα ευεργετικά βακτήρια, προκαλώντας ανισορροπία στη σύνθετη κοινότητα μικροοργανισμών των εντέρων μας, γνωστή ως μικροβίωμα του εντέρου.

Το C. difficile εντοπίζεται στο έδαφος, το νερό και τον αέρα και βρίσκεται φυσιολογικά στο έντερο κάθε ενός μεταξύ 30 υγιών ενηλίκων, χωρίς να είναι βλαβερό. Όταν όμως η  μικροβιακή ισορροπία του εντέρου διαταραχθεί και ο αριθμός των ευεργετικών βακτηρίων, που είναι απαραίτητα για την υγιή κατάσταση του, μειωθεί, τότε το C. difficile μπορεί να εξαπλωθεί πολύ γρήγορα.

Καθώς το C. difficile πολλαπλασιάζεται και αυξάνει μέσα στο έντερο, παράγει τοξίνες που προκαλούν διαρροϊκά επεισόδια. Όταν τα βακτήρια διαφύγουν από το ανθρώπινο σώμα μπορούν εύκολα να μολύνουν άλλα άτομα.    Αυτό καθιστά το C. difficile μεγάλη πρόκληση για τα νοσοκομεία και σοβαρή λοίμωξη που συνδέεται με την δημόσια υγεία. Άλλα κοινά συμπτώματα που προκαλεί, είναι κοιλιακός πόνος και πυρετός, ενώ σε σοβαρές περιπτώσεις μπορεί να προκαλέσει αφυδάτωση, φλεγμονή του εντέρου ακόμη και διάρρηξή του.

Στους περισσότερους ασθενείς η μόλυνση αντιμετωπίζεται με σειρά αντιβιοτικών που στοχεύουν ειδικά κατά του C. difficile. Ωστόσο, σε  ποσοστό 20% των περιπτώσεων τα συμπτώματα επιστρέφουν και απαιτείται περαιτέρω θεραπεία. Η θεραπεία του επανεμφανιζόμενου C. difficile γίνεται ολοένα δυσκολότερη καθώς νέα και ανθεκτικότερα στελέχη εμφανίζονται. Η μόνη επιλογή που απομένει στους ασθενείς που υποφέρουν από αυτά τα ανθεκτικά στελέχη είναι η μεταμόσχευση κοπράνων.

Ένας στους πέντε ασθενείς με μόλυνση του C. difficile υποτροπιάζει.
Ευγενική παραχώρηση της εικόνας από την Nicola Graf

Τα περιττώματα στον ασθενή

Η διαδικασία διαλογής των δειγμάτων και επιλογής αυτών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για μεταφορά στους ασθενείς, είναι ιδιαίτερα αυστηρή. Χαρακτηριστικά, μόνο το 3 % των δειγμάτων των δωρητών κοπράνων γίνεται δεκτό στην τράπεζα κοπράνων του οργανισμού OpenBiomew2. Η μεταμόσχευση κοπράνων ενέχει τον κίνδυνο της μεταφοράς μαζί με αυτά και μολυσματικών ασθενειών στους δέκτες. Με τα νέα δεδομένα που συνδέουν το μικροβίωμα του ανθρώπου με ασθένειες όπως η παχυσαρκία, ο διαβήτης και οι αλλεργίες, είναι πιθανό η μεταφορά κοπράνων να οδηγήσει και στη μεταφορά των ασθενειών αυτών. Το ενδιαφέρον προκαλεί η περίπτωση μιας γυναίκας που έπασχε από μόλυνση του C. difficile. Στη γυναίκα έγινε μεταμόσχευση κοπράνων που προέρχονταν από μια υπέρβαρη δότρια. ενώ η θεραπεία ήταν επιτυχής μια παράδοξη παρενέργεια εμφανίστηκε και η γυναίκα άρχισε να παίρνει ταχύτατα βάρος (Alang & Kelly, 2015). Βέβαια, η μεταμόσχευση μπορεί να μην ήταν η μόνη αιτία για την απότομη αύξηση του βάρους της, αλλά η περίπτωση αυτή εγείρει ερωτήματα σχετικά με το ρόλο των βακτηρίων του εντέρου στο μεταβολισμό και την υγεία του ατόμου.

Όταν ένα δείγμα κοπράνων κριθεί κατάλληλο, υγροποιείται και συνήθως χορηγείται μέσω κολονοσκόπησης. Ο πληθυσμός των μικροοργανισμών του υγιούς δότη διατηρεί το γονιδίωμα και τις μεταβολικές τους διεργασίες και έτσι μπορούν να επάγουν την επαναφορά της ισορροπίας του μικροβιώματος του προσβεβλημένου ασθενή.

Αν και το ποσοστό επιτυχίας των λοιμώξεων από C. difficile με μεταμόσχευση κοπράνων ξεπερνά το 90% , η εφαρμογή της μεθόδου είναι ακόμη σπάνια – πιθανώς λόγω της ιδιαιτερότητάς της και της δικής μας αποστροφής. Τα περιττώματα μας, όπως και το αίμα και ο εμετός, μπορεί να περιέχουν παθογόνους οργανισμούς και έτσι δεν αποτελεί έκπληξη ότι οι άνθρωποι επιλέγουν να τα αποφεύγουν, πόσο μάλλον να τα εισάγουν μέσα τους. Οι πιο αυστηροί κανόνες που αφορούν τις μεταμοσχεύσεις περιττωμάτων δυσχεραίνουν επίσης τη χρήση τους, όπως και ο επεμβατικός χαρακτήρας της μεθόδου σε σχέση με τα αντιβιοτικά.

Μια αναπτυσσόμενη αποικία του σποριόμορφου βακτηρίου Clostridium difficile.
Ευγενική παραχώρηση της εικόνας από  το Wellcome Images (CC BY-NC 4.0)

Το εξατομικευμένο χάπι

Προκειμένου να γίνουν πιο ελκυστικές, οι μεταμοσχεύσεις περιττωμάτων αλλάζουν τον επεμβατικό τους χαρακτήρα. Αντ’ αυτού, οι ασθενείς μπορούν πλέον να καταπιούν κάτι αισθητικά πιο ευχάριστο και διαχειρίσιμο: ένα χάπι, μια καμουφλαρισμένη κάψουλα. Σε πρόσφατη έρευνα που διεξήγαγαν ερευνητές του EMBL σε  συνεργασία με το πανεπιστήμιο Wageningen και το Academic Medical Centre που βρίσκονται στην Ολλανδία καθώς και το University of Helsinki στη Φιλανδία, τόνισαν ακόμη περισσότερο την ανάγκη εύρεσης μίας πιο ανεκτής προσέγγισης (Li et al., 2016).

Το κλειδί είναι να εμβαθύνουμε και να εξετάσουμε τα βακτήρια του εντέρου των ασθενών όχι στο επίπεδο του είδους αλλά ακόμη αναλυτικότερα, να αναζητούμε τα στελέχη αυτών. Σε σχετική έρευνα βρέθηκε ότι νέα στελέχη βακτηρίων του δότη είναι πιο πιθανό να αποικίσουν το έντερου του δέκτη, αν αυτός φέρει ήδη τα σχετικά είδη. Η Simone Li που πραγματοποίησε τη μελέτη στο EMBL, αναφέρει πως ο στόχος είναι «ένα εξατομικευμένο βακτηριακό κοκτέιλ, και όχι μίας λύσης που να ταιριάζει σε όλες τις περιπτώσεις». Επιπλέον, το προσεκτικότερο ταίριασμα δωρητή-δέκτη θα αυξήσει την αποτελεσματικότητα της μεταμόσχευσης κοπράνων.

Η προοπτική της μεταμόσχευσης κοπράνων δε σταματά εδώ. Επιστήμονες εξετάζουν αν οι μεταμοσχεύσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία και άλλων κοινών παθήσεων σχετικών με το μικροβίωμα, συμπεριλαμβανομένου της παχυσαρκίας, του διαβήτη τύπου 2 και των αλλεργιών (Bull & Plummer, 2014). Και ποιος ξέρει; Στο μέλλον μπορεί όλοι μας να φυλάσσουμε τα υγιή κόπρανα για μελλοντική χρήση, και να παίρνουμε χάπια τα οποία θα περιέχουν κατεψυγμένη περιττωματική ύλη που θα προέρχεται από τις δικές μας προσωπικές τράπεζες κοπράνων.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

  • w1 –  Το EMBL εδράζεται στη Χαϊδελβέργη την Γερμανίας, αποτελεί το πρωτοπόρο εργαστήριο βασικής έρευνας στον τομέα της Μοριακής Βιολογίας

  • w2 – Το OpenBiome είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός που ασχολείται με την ασφαλή πρόσβαση σε μοσχεύματα κοπράνων.

Resources

Author(s)

Η Hannah Voak είναι μια από τους συντάκτες του Science in School. Με μεταπτυχιακό στη Βιολογία και ενθουσιασμό για την επικοινωνία της επιστήμης, αποφάσισε το 2016 να μετακομίσει στη Γερμανία για να γίνει μέλος του Science in School του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας.


Review

Τα κόπρανα είναι ένα διασκεδαστικό θέμα συζήτησης για τους μαθητές με τους φίλους τους. Έτσι, το σιχαμερό αίσθημα που προκαλεί η ιδέα της μεταμόσχευσης κοπράνων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως κίνητρο για να προκληθεί το ενδιαφέρον τους για τη φυσιολογία και να μάθουν για διαφορετικές φυσιολογικές και μεταβολικές διεργασίες. Το παρόν άρθρο δε σχετίζεται μόνο με τις επιστήμες υγείας αλλά αποτελεί ταυτόχρονα και αντικείμενο μελέτης της μικροβιολογίας και της οικολογίας.


Bartolome Piza, CC. Pedro Poveda, Βαλεαρίδες Νήσοι, Ισπανία




License

CC-BY