Βακτήρια του εντέρου: Ο εκπληκτικός αντίκτυπος των ιών

Το μικρόβιο παίζει ζωτικό ρόλο στην υγεία. Μια πρόσφατη μελέτη έχει διερευνήσει πώς οι ιοί που σκοτώνουν τα βακτήρια του εντέρου επηρεάζουν αυτά τα μικρόβια. Τα ευρήματα κάνουν μια ήδη πολύπλοκη εικόνα πολύ περισσότερο.

Οι βακτηριοφάγοι (απεικονίζονται εδώ) είναι περισσότεροι από τα βακτήρια.

Για περισσότερες πληροφορίες που υποστηρίζονται από την έρευνα σχετικά με το μικρόβιο και πώς επηρεάζει την υγεία σας, επισκεφθείτε το ειδικό κέντρο μας.

Το μικρόβιο είναι συναρπαστικό και μοντέρνο.

Η αύξηση του δημόσιου ενδιαφέροντος έχει δώσει ώθηση στη χρηματοδότηση για τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ μας και των βακτηρίων του εντέρου μας.

Οι επιστήμονες έχουν τώρα βρει σχέσεις μεταξύ του μικροβίου και μιας σειράς καταστάσεων, από τον διαβήτη και την παχυσαρκία έως τη νόσο του Πάρκινσον και την κατάθλιψη.

Χάρη στο υψηλό προφίλ των βακτηρίων του εντέρου, τα ράφια των παντοπωλείων γεμίζουν τώρα με προβιοτικά προϊόντα.

Παρά την ευρεία διαθεσιμότητα και τη δημοτικότητά τους, ωστόσο, υπάρχουν λίγα στοιχεία που υποδηλώνουν ότι παρέχουν πολλά οφέλη εκτός ενός μικρού αριθμού συγκεκριμένων συνθηκών.

Αν και οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα μικρόβια μέσα μας είναι ζωτικής σημασίας, ο σχεδιασμός ενός τρόπου μετριασμού τους για τη βελτίωση της υγείας και την καταπολέμηση των ασθενειών είναι ακόμη πολύ μακριά.

Ο πρωταρχικός λόγος για αυτό είναι η εκθαμβωτική πολυπλοκότητα του μικροβίου. Δεν είναι μια ενιαία, ομοιογενής οντότητα, αλλά ένας κόσμος μικροσκοπικών όντων που αλληλεπιδρούν, επηρεάζουν και αναστέλλουν τους γείτονές τους, ικανά να σκοτώνουν, να τρέφονται και να επικοινωνούν μεταξύ τους.

Ήδη, σε αυτό το σημείο, μπορούμε να δούμε τις τεράστιες δυσκολίες στην κατανόηση των σκαμπανεβάσεων του μικροβίου, αλλά ορισμένοι ερευνητές εξετάζουν το επόμενο επίπεδο πολυπλοκότητας: βακτηριοφάγοι.

Εισαγωγή του βακτηριοφάγου

Οι βακτηριοφάγοι, ή απλά οι φάγοι, είναι ιοί που καταστρέφουν αποκλειστικά βακτήρια. Απίστευτα, οι φάγοι ξεπερνούν τα βακτήρια. όπου υπάρχουν βακτήρια, υπάρχουν φάγοι σε φτυάρια.

Οι φάγοι είναι επίσης συγκεκριμένοι. τείνουν να καταστρέφουν μόνο ένα είδος ή στέλεχος βακτηρίων. Πριν από την έλευση των αντιβιοτικών, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν φάγους για την καταπολέμηση λοιμώξεων. Ωστόσο, όταν οι ερευνητές ανακάλυψαν αντιβιοτικά, αντικατέστησαν τους φάγους. τα αντιβιοτικά ήταν φθηνότερα και ευκολότερα στην παραγωγή από τους φάγους.

Τώρα, με την αντοχή στα αντιβιοτικά να αυξάνεται, ορισμένοι ερευνητές επανεξετάζουν την ιδέα της θεραπείας με φάγο.

Φυσικά, εάν οι φάγοι σκοτώνουν βακτήρια, είναι πιθανό να επηρεάσουν το μικρόβιο. Ερευνητές από το Brigham and Women's Hospital και το Ινστιτούτο Wyss, και οι δύο στη Βοστώνη, Μ.Α., ενδιαφέρονται ακριβώς για το πώς αυτοί οι άφθονοι ιοί μπορούν να επηρεάσουν τα βακτήρια του εντέρου μας. Δημοσίευσαν τα αποτελέσματα της πιο πρόσφατης μελέτης τους στο περιοδικό Host Host & Microbe.

«Ένα από τα σημαντικότερα ενδιαφέροντα στο εργαστήριό μου είναι η κατανόηση των αλλαγών στη δυναμική του μικροβίου του εντέρου. Οι βακτηριοφάγοι είναι ένα τεράστιο συστατικό του μικροβίου, αλλά δεν έχουν μελετηθεί ακόμη πολύ. "

Ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Δρ Georg Gerber

Τι είναι οι φάγοι;

Αν και γνωρίζουμε ότι οι φάγοι είναι άφθονοι στο έντερο, δεν γνωρίζουμε πολλά για τη συμπεριφορά τους.

«Μερικοί άνθρωποι εξερευνούν τη θεραπεία φάγου, χρησιμοποιώντας φάγους για να σκοτώσουν τα μικρόβια», λέει ο Δρ Gerber, «αλλά οι φάγοι βρίσκονται επίσης στο έντερο, συνυπάρχουν με το υπόλοιπο οικοσύστημα. Θέλαμε να μάθουμε τι κάνουν εκεί ».

Για να διερευνήσουν, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ποντικούς με γονοβιοτικά. εκτρέφουν αυτά τα ζώα με τέτοιο τρόπο ώστε να μην έχουν βακτήρια που ζουν ή μέσα τους.

Αρχικά, εισήγαγαν στα ποντίκια 10 είδη βακτηρίων που συνήθως βρίσκονται στο ανθρώπινο έντερο, συμπεριλαμβανομένου του Enterococcus faecalis και Escherichia coli.

Στη συνέχεια, πρόσθεσαν φάγους που στοχεύουν συγκεκριμένα τα βακτήρια που μεταμοσχεύτηκαν στα ποντίκια. Για παράδειγμα, οι στόχοι του φάγου T4 Ε. Coli, και οι επιθέσεις φάγου VD13 Ε. Faecalis. Στη συνέχεια, παρακολούθησαν την επιτυχία κάθε μικροβίου.

Οι φάγοι είναι συγκεκριμένοι κυνηγοί: κάθε τύπος σκοτώνει μόνο έναν τύπο βακτηρίων. Έτσι, όταν οι επιστήμονες εισήγαγαν έναν φάγο στα ποντίκια, θα έβλεπαν μείωση αυτού του τύπου βακτηρίων. Ωστόσο, ο αντίκτυπος σε άλλα βακτήρια ήταν πιο εκπληκτικός.

Ευρεία αλλαγή

Οι επιστήμονες έδειξαν ότι αν και οποιοσδήποτε φάγος επιτέθηκε σε ένα μόνο είδος βακτηρίων, αυτός ο φάγος θα επηρέαζε και άλλα είδη. μερικά είδη άνθισαν ενώ άλλα μειώθηκαν.

Κοιτάζοντας την ευρύτερη εικόνα, οι ερευνητές αξιολόγησαν επίσης τη σειρά των ενώσεων που παράγονται τόσο από τα βακτήρια όσο και από το ποντίκι. αυτό ονομάζεται μεταβολισμός.

Διαπίστωσαν ότι όταν εισήγαγαν έναν φάγο στα ποντίκια και η βακτηριακή σύνθεση άλλαξε, υπήρξαν επίσης αλλαγές στα επίπεδα ορισμένων βιολογικά ενεργών χημικών. Οι συγγραφείς της μελέτης γράφουν:

«Οι φάγοι μπορούν να ρυθμίσουν τους μεταβολίτες, οι οποίοι είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τον θηλαστικό ξενιστή».

Με άλλα λόγια, ένα μόνο στέλεχος ενός ιού μπορεί να αλλάξει τον τύπο ή την ποσότητα των βιολογικών μορίων που είναι διαθέσιμα στο ζώο ξενιστή.

Μελλοντικές δυνατότητες και πολύ περισσότερη δουλειά

Ο Δρ Gerber δεν έχασε τις ευρείες δυνατότητες που δημιουργούν αυτά τα ευρήματα. Λέει: «Αυτό το εύρημα με συναρπάζει για παρακολούθηση και εγείρει σημαντικά ερωτήματα: Θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε φάγους για να διαμορφώσουμε αυτές τις δραστηριότητες; Θα μπορούσε να είναι μια παρέμβαση για καταστάσεις, όπως η κατάθλιψη, όπου θα θέλατε να αλλάξετε τα επίπεδα νευροδιαβιβαστών; "

Φυσικά, αυτό το πείραμα χρησιμοποίησε ένα τεχνητά κατασκευασμένο μικρόβιο σε ένα μοντέλο τρωκτικού, το οποίο καθιστά δύσκολη την παρέκταση στον άνθρωπο. Ωστόσο, επικεντρώθηκε στη λήψη μιας γενικής επισκόπησης του πώς οι φάγοι θα μπορούσαν να επηρεάσουν έναν πληθυσμό βακτηρίων. Όπως γράφουν οι συγγραφείς της μελέτης:

"Τα ποντικοβιοτικά ποντίκια, αποικισμένα με μια περιορισμένη και γνωστή αλλά ακόμα πολύπλοκη συλλογή βακτηρίων, παρουσιάζουν ένα ελκυστικό μοντέλο μοντέλου για τον πλήρη χαρακτηρισμό της συμπεριφοράς των φάγων στο περιβάλλον του εντέρου."

Εάν οι φάγοι κάνουν σαρωτικές αλλαγές σε ένα μικρόβιο ποντικιού, είναι πιθανό να κάνουν αλλαγές και στο ανθρώπινο μικρόβιο. Οι αλλαγές μπορεί να είναι διαφορετικές, αλλά η αρχή παραμένει.

Όπως καταστήσαμε σαφές στην εισαγωγή, τα αποτελέσματα του μικροβίου είναι αρκετά δύσκολα για να κατανοήσουν πριν οι φάγοι εισέλθουν στην εικόνα, οπότε ο σχεδιασμός μιας ιατρικής παρέμβασης θα είναι πολύ μακριά. Ωστόσο, αυτό σίγουρα δεν κάνει τα ευρήματα λιγότερο ενδιαφέροντα ή άξια επιδίωξης.

«Ακόμα κι αν δεν χρησιμοποιούνται ως άμεσο θεραπευτικό, η μελέτη μας δείχνει ότι οι φάγοι μπορεί να είναι ένα καλό εργαλείο για την κατανόηση των πιθανών επιδράσεων άλλων θεραπευτικών που μεταβάλλουν το μικρόβιο», καταλήγει ο Δρ Gerber.