Manipuliuojant žarnyno mikrobiomu: išmatų potencialas Understand article

Išvertė Eglė Butkevičiūtė. Šis gydymo būdas skamba atstumtinai, bet kol kas dar į jį nespjaukit.

Paveikslėlio autorinės teisės
priklauso „Big Pants
Production” / shutterstock.com
/ Nicolai Graf

Fekalijos, išmatos, kakutis – kaip bepavadinsi, mintis perkelti juos iš kažkieno kito į savo paties organizmą skamba šlykščiai. Tačiau žmogui, kenčiančiam nuo Clostridium difficile, galimai mirtinos žarnyno infekcijos, transplantuotos išmatos gali išgelbėti gyvybę. Tad prieš atmesdami šią mintį, pasvarstykit apie logiką, slypinčią už šio neįprasto gydymo būdo – išmatose esama vieno esminio komponento: gerųjų bakterijų. O ir transplantuotomis išmatomis sėkmingai išgydoma virš 90% C. difficile infekcijų. Be to, Europos Molekulinės Biologijos Laboratorijos (EMBL) w1 mokslininkai dabar mano, kad tinkamai derinant donorus ir pacientus, transplantuotos išmatos galėtų būti dar efektyvesnės ir plačiau taikomos.

Bakterijos ir žarnyno mikrobiomas

Kai gydytojas paskiria jums antibiotikų, tikitės, kad vaistai išgydys infekciją, o ne sukels naują ligą. Tačiau, nors ir nužudo reikiamas bakterijas, antibiotikai (ypač plataus veikimo spektro antibiotikai) sunaikina gerąsias bakterijas, pažeisdami sudėtingos mikroorganizmų bendruomenės, vadinamos žarnyno mikrobiomu, pusiausvyrą.

C. difficile randama dirvožemyje, vandenyje ir ore, taip pat nekenkdama gyvena maždaug vieno iš trisdešimties sveikų žmonių žarnynuose. Tačiau, kai pažeidžiama normali žarnyno mikrobų pusiausvyra ir sumažėja gerųjų bakterijų, palaikančių normalią žarnyno veiklą, C. difficile gali greitai išplisti.

Besidaugindama ir augdama žarnyne, C. difficile gamina toksinus, sukeliančius viduriavimą. Kai bakterijos pašalinamos iš organizmo, jos gali lengvai užkrėsti kitus žmones. Todėl C. difficile yra didelė gydymo įstaigų problema ir sukelia vieną pagrindinių infekcijų, susijusių su sveikatos priežiūros paslaugomis. Pilvo skausmas ir karščiavimas yra kiti įprastiniai simptomai; sunkiausiais atvejais, C. difficile gali sukelti dehidrataciją, žarnyno uždegimą ir netgi storosios žarnos plyšimą.

Dauguma atvejų, infekcija pagydoma antibiotikų, specialiai veikiančių C. difficile, kursu. Tačiau maždaug 20% atvejų, simptomai pasireiškia ir vėl, reikia tolimesnio gydymo. O gydyti pasikartojančias C. difficile infekcijas tampa vis sudėtingiau, nes atsiranda naujos, antibiotikams atsparios bakterijos atmainos. Pacientams, užsikrėtusiems šia superbakterija, lieka vienintelė išeitis – transplantuoti išmatas.

Vienam iš penkių C. difficile užsikrėtusių pacientų infekcija pasikartoja.
Paveikslėlio autorinės teisės priklauso Nicolai Graf

Kakutis pacientui

Potencialių išmatų mėginių atranka – griežta: pavyzdžiui, priimami viso labo 3% savanorių, aukojančių mėginius OpenBiome išmatų bankui w2. Esama rizikos transplantuojamomis išmatomis perduoti užkrečiamąsias ligas ir, daugėjant įrodymų, siejančių mikrobiomą su nutukimu, diabetu ir alergijomis, ko gera, įmanoma perduoti šias problemas pacientui. Vienu atveju, moteris, sėkmingai gydyta nuo  C. difficile infekcijos donoro, turinčio antsvorio, išmatų mėginiu, susidūrė su stebinančiu šalutiniu poveikiu: pati priaugo svorio (Alang & Kelly, 2015). Nors transplantas galėjo būti ne vienintelė priežastis, šis atvejis kelia klausimų apie žarnyno bakterijų vaidmenį medžiagų apykaitos ir sveikatos atžvilgiu.

Jei nutariama, kad išmatų mėginys tinkamas, jis suskystinimas ir paprastai perkeliamas kolonoskopijos pagalba. Tuomet sveiko donoro mikroorganizmai, visų savo genų ir medžiagų apykaitos funkcijų dėka, gali pradėti sergančio paciento mikrobiomo pusiausvyros atstatymą.

Nors išmatų transplantu sėkmingai išgydoma virš 90% C. difficile infekcijų, naudojamas jis dar retai – greičiausiai dėl savo neįprastumo ir mūsų pasibjaurėjimo. Mūsų išmatose, kaip ir kraujyje ar išvemtame skrandžio turinyje, gali būti ligų sukėlėjų, tad nėr ko stebėtis, kad norima jo vengti, jau nekalbant apie jo prarijimą. Griežtos taisyklės, nusakančios, kaip perkelti išmatų transplantus, taip pat varžo jo naudojimą, kaip ir metodo invazyvumas, lyginant su antibiotikais.

Auganti sporas formuojančių bakterijų Clostridium difficile kolonija
Paveikslėlio autorinės teisės priklauso „Welcome Images“ (CC BY-NC 4.0)

Personalizuota piliulė

Kad padidintų jų patrauklumą, išmatų transplantai atitraukiami nuo invazyvių vartojimo būdų. Vietoj jų, pacientai gali praryti kai ką labiau estetiškai džiuginančio ir priimtino: piliulę, pramintą „krapsule“. Naujas EMBL mokslininkų tyrimas, bendradarbiaujant Vageningeno universitetui (Wageningen University) ir Akademiniam medicinos centrui (Academic Medical Centre) Olandijoje ir Helsinkio universitetui (University of Helsinki) Suomijoje, taip pat nurodė, kad reikia geresnių būdų (Li et al., 2016).

Užuot tikrinus, kokios bakterijų rūšys gyvena paciento žarnyne, esmė būtų žengti žingsnelį tolėliau ir nustatyti, kokių kiekvienos rūšies atmainų ten yra. Tyrimu nustatyta, kad naujos donoro bakterijų atmainos bus labiau linkusios kolonizuoti paciento žarnyną, jei pacientas jau turėjo tą rūšį. Simone Li, atlikusi tyrimą EMBL, sako, kad tikslas būtų paskirti „individualizuotą bakterijų kokteilį, užuot taikius „vieno kurpaliaus visiems“ sprendimą“. Tinkamas donorų ir pacientų derinimas taip pat galėtų padidinti transplantuojamų išmatų efektyvumą.

Išmatų transplantų poreikis vien tuo nesibaigia. Mokslininkai bando nustatyti, ar transplantus galima panaudoti pagydyti kitiems įprastiems sutrikimams, susijusiems su pažeista mikrobiomo pusiausvyra, tokiems kaip alergijos, nutikimas ir antro tipo diabetas (Bull & Plummer, 2014). O kas žino? Ateity galėtume saugoti sveikas išmatas tolimesniam panaudojimui ir naudotis tabletėmis iš šaldytų fekalijų iš mūsų asmeninių išmatų bankų.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

  • w1 – EMBL – lyderiaujanti Europos laboratorija fundamentaliems molekulinės biologijos tyrimams (būstinė Heidelberge, Vokietijoje)

  • w2 – OpenBiome – ne pelno siekianti organizacija, kurios tikslas – išplėsti saugią prieigą prie išmatų transplantų.

Resources

Author(s)

Hannah Voak – viena „Science in School“ redaktorių. Gavusi bakalauro laipsnį biologijoje ir pilna entuziazmo moksliniam rašymui, ji persikėlė į Vokietiją 2016 m. prisijungti prie „Science in School“ Europos Molekulinės Biologijos Laboratorijoje.


Review

Išmatos – linksma tema mokiniams pasikalbėti su draugais, o „šlykšti“ transplantuojamų išmatų tema – gera įžanga įžiebti susidomėjimą fiziologija ir pasimokyti apie įvairius medžiagų apykaitos ir fiziologinius procesus. Šis straipsnis ne tik siejasi su medicina, bet ir galėtų būti panaudojamas susieti tokioms temoms, kaip mikrobiologija ir ekologija.


Bartolome Piza, CC. Pedro Poveda, Balearų salos, Ispanija




License

CC-BY