Autentificare
Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta
Căutare:
Căutare:
Acasă

Făpturile nevăzute cu care ne împărțim existența

Viața Medicală
Dr. Aurel F. MARIN joi, 5 noiembrie 2015
     Deja nu mai este o noutate pentru nimeni faptul că suntem mai mult decât rezultatul genelor noastre și că... nu suntem singuri. Chiar și în cea mai neagră solitudine, avem cu noi, lângă noi și în noi miliarde de creaturi cu care suntem într-o interacțiune continuă și care ne modulează funcționarea și chiar existența. De altfel, genele cuprinse în microbiom sunt infinit mai multe decât cele pe care le moștenim, iar funcții elementare ale organismului, precum digestia, implică obligatoriu intervenția bacteriilor din intestin. La fel, imunitatea poate fi stimulată sau inhibată de semnale cu origine bacteriană. Sănătatea umană este, în bună măsură, condiționată de echilibrul bacteriilor cu care ne împărțim existența, iar tot felul de date acumulate într-un ritm exponențial în anii din urmă ne fac să înțelegem că simbioza este cu mult mai complexă decât ar fi putut bănui chiar și cel mai fantezist scriitor de science-fiction.
     Știm tot mai multe, dar încă aproape nimic față de cât ne-a mai rămas de aflat. Interacțiunea dintre bacterii și dintre acestea și organismele pluricelulare este încă puțin cunoscută și, cu siguranță, vor mai trece ani buni înainte de a înțelege cum se realizează comunicarea (semnalizarea) bacteriană și cum poate fi aceasta modificată în direcția dorită.
     Deocamdată, deși piața e invadată de produse care mai de care mai „bio“ și mai „verzi“, de pro și prebiotice, acestea au precizia elefantului din magazinul de cristaluri fine, deci trebuie luate cu... un vârf de sare.

 

Manifestul american

 

     Tocmai pentru că știm atât de puțin despre un subiect care ne influențează (pe noi, mediul în care trăim și, în general, tot ceea ce cunoaștem, viu sau inanimat) atât de mult, cele mai importante două reviste științifice au lansat miercuri (28 octombrie) două inițiative speciale care vizează microbiomul. Și, atunci când Nature și Science dau tonul, este de așteptat ca toți ceilalți să urmeze. Incluzându-i aici și pe finanțatorii cercetării științifice.
     Sigur, e un pic ironic faptul că editorialul1 din Science propune „inițiativa unificată a microbiomului“ (UMI), în vreme ce Nature scrie2 despre „inițiativa internațională a microbiomului“ (IMI), dar nu vă lăsați înșelați de aparențe. Ideea este exact aceeași, diferențele sunt doar de nuanță.
     În Science, un grup alcătuit din savanți americani, reuniți în consorțiul UMI, expune motivele pentru care este nevoie de o asemenea inițiativă. Pe scurt, manifestul este următorul: „Dat fiind că aproape orice habitat și organism găzduiesc o constelație diversă de microorganisme – propriul «microbiom» – cunoașterea funcțiilor și dinamicii acestor comunități microbiene ar putea transforma înțelegerea noastră asupra lumii și ar putea lansa inovații în agricultură, energie, sănătate, mediu și nu numai. Propunem o inițiativă interdisciplinară unificată a microbiomului pentru a descoperi și perfecționa instrumentele necesare pentru a înțelege și utiliza capacitățile ecosistemelor microbiene terestre“. Platforma interdisciplinară la care se referă autorii are câteva scopuri precise: decriptarea genelor și a chimiei microbiene; analiza genomului celular și a dinamicii acestuia; realizarea de studii multi-omice și vizualizări foarte performante și cu sensibilitate înaltă; dezvoltarea de modele computerizate și de instrumente informatice avansate; realizarea de instrumente care să permită evaluarea in situ a perturbărilor comunităților microbiene și urmărirea lor în timp.
     Ca de fiecare dată când se pregătesc de un salt în necunoscut, oamenii de știință debordează de optimism. Ei cred că instrumentele de mai sus ar putea permite ca, în doar cinci ani, domeniul să facă pasul de la studii de corelație (observarea întâmplătoare a unor asocieri) la abordări bazate pe confirmarea unor ipoteze, prin care să fie stabilite relații de tip cauză–efect. În doar zece ani, cred autorii, s-ar putea face trecerea la o înțelegere predictivă, care să permită managementul și chiar designul microbiomului pe baza dovezilor existente. Nu vrem să punem la îndoială realismul acestor estimări, dar ne amintim cum, în anii ʼ90, celulele stem erau în mare vogă și toți cercetătorii luați de val spuneau că de-acolo până la a crește orice organe în laborator e doar un mic pas, care se va face nu în cinci ani, ci chiar mai repede; două decenii mai târziu, rămânem optimiști, dar suntem mult, mult mai sceptici.

 

Globalizarea

 

     Acum, dacă inițiativa americană este atât de bună și de promițătoare, de ce ar rămâne ea doar pe continentul nord-american? Cam așa s-ar putea rezuma editorialul din Nature, asumat de cercetători din Germania, China și SUA (autoarea americană semnează, de alt­fel, în ambele reviste). „Biomul terestru nu este definit de granițele naționale, iar eforturile de a-i afla secretele ar trebui să fie globale“, scriu autorii. Ei cer înființarea unei inițiative internaționale a microbiomului (IMI), sprijinită de agențiile de finanțare a cercetării și de fundațiile din toată lumea, care să se alăture deja înființatului consorțiu UMI.
     Pe scurt, propunerile vizează patru funcții importante pentru IMI: dezvoltarea și implementarea de ghiduri pentru studiul microbiomului; dezvoltarea unei agende de cercetare comune; identificarea unor metode transdisciplinare pentru studiile privind microbiomul; stabilirea unor platforme de discuție și de schimb de rezultate în interiorul și dincolo de granițele naționale, precum și realizarea de programe de formare pentru viitoarea generație de cercetători în domeniu.

 

Microbi extratereștri

 

     Este de așteptat ca studiile privind microbiomul să-și ia zborul, la figurat, după lansarea celor două inițiative de cercetare. La propriu se pare că au făcut-o deja, după cum am aflat dintr-un articol3 publicat marți (27 octombrie) în revista Microbiome. Dacă nu până hăt, departe, cel puțin până pe Stația Spațială Internațională (ISS).
     Un grup american și-a propus să caracterizeze microbiomul viabil din praful din interiorul ISS, iar rezultatele au fost apoi comparate cu cele obținute din camerele sterile dintr-un laborator de tehnică spațială din California. Analiza a arătat că erau prezente în special bacteriile din încrengăturile Actinobacteria, Firmicutes și Proteobacteria, dar nu în mod egal. În spațiu, au predominat actinobacteriile, în vreme ce proteobacteriile predominau în camerele sterile din laboratorul terestru. Concluzia studiului este că în ISS predomină microorganismele asociate specific pielii umane.

 

Cu și fără viermi

 

     Inițiativele publicate în Science și Nature nu trebuie privite ca deschideri ale unui nou drum, ci, mai degrabă, ca încercări de a face ordine în haos. Pentru că studiile privind microbiomul uman (și nu numai) sunt atât de multe, încât este greu de ținut pasul cu ritmul în care sunt publicate noi și noi rezultate. Are sens deci ca fondurile disponibile să nu fie irosite prin repetarea unor studii, când ar putea fi direcționate către cercetări noi și inovatoare.
     Ne-au atras atenția, dintre articolele recente privind microbiomul, două apărute în reviste din grupul Cell. Primul studiu4, realizat de un colectiv elvețian, a fost publicat în Immunity. Ca și cum lucrurile nu erau deja complicate, această cercetare nu se referă doar la interacțiunea microbilor intestinali cu gazda, ci introduce un al treilea actor – Heligmosomoides polygyrus bakeri, un vierme cilindric întâlnit frecvent în intestinul subțire al rozătoarelor. Observația interesantă de la care a plecat studiul a fost aceea că parazitoza are un efect modulator asupra sistemului imun al gazdei, scăzând activitatea inflamatorie în boli precum astmul alergic. Bine, bine, dar cum? Aceasta e întrebarea la care au răspuns elvețienii. Inducerea la porci a infecției cronice cu viermele murin a avut un efect surprinzător: modificarea habitatului intestinal (adică a compoziției microbiotei), cu producerea crescută de acizi grași cu lanț scurt. Mai departe, aceste molecule au rol în semnalizarea imună, ducând la modificarea tiparului de producere a citokinelor și de activare a limfocitelor T supresoare. Dar și mai interesant este că transferul, la animale fără paraziți, al florei modificate de prezența helminților, a avut același efect protector împotriva astmului alergic. Cu alte cuvinte, modulatorul sistemului imun a fost flora intestinală, care, la rândul său, poate fi influențată de prezența în mediu a helminților.

 

Echilibru delicat

 

     Cel de-al doilea studiu5 a fost publicat în Cell Host & Microbe, o revistă dedicată interacțiunii microbiotei cu gazda. Un grup suedez și-a propus să cerceteze modul în care flora comensală acționează asupra stratului de mucus intestinal. În acest sens, au utilizat șoareci cu intestinul necolonizat, care au fost supuși mai multor experimente. La animalele naive, s-a observat că, deși stratul de mucus era similar celui de la rozătoarele crescute cu bacterii, acesta era penetrabil pentru particulele cu dimensiunea unor bacterii.
     La colonizarea cu floră recoltată de la animalele cu bacterii, a fost nevoie de cinci săptămâni pentru ca mucusul intestinal să se detașeze normal și de șase săptămâni pentru ca mucusul colonic să devină impenetrabil pentru particulele din experiment. În timpul colonizării, compoziția bacteriană a fost similară celei de la animalele donatoare în primele trei săptămâni (fig. 1).
Fig. 1 – Normalizarea stratului intestinal de mucus al gazdei după colonizarea bacteriană
© Johansson et al.
 
     Rezultatele sunt o posibilă indicație a faptului că echilibrul intestinal se obține printr-un proces de durată, iar normalizarea mucusului și a proporției tipurilor de bacterii din intestin nu se realizează imediat după modificarea florei, ci în timp.

 

Bacterii mai bune sau mai rele

 

     Încheiem periplul prin cele mai noi cercetări privind creaturile nevăzute cu care ne împărțim existența semnalând un interesant studiu6 publicat astăzi (30 octombrie) în revista Science de un grup californian. Acesta descrie modul în care colonizarea intestinului cu o anumită tulpină de Escherichia coli a avut ca efect, la șoareci, prevenirea urmărilor consumptive (a atrofiei musculare) declanșate de infecții sau de lezarea fizică a intestinului.
     Astfel, prezența intestinală a bacilului coliform în infecția intestinală cu Salmonella typhimurium sau în infecția pulmonară cu Burkholderia thailandensis (fig. 2) nu a produs modificări ale metabolismului gazdei, ale aportului caloric sau ale inflamației locale, în schimb a stimulat semnalizarea IGF-1 și a fosfatidil-inozitol-kinazei în mușchiul scheletic, al cărei efect este tocmai prevenirea atrofiei musculare.
Fig. 2 – O tulpină de E. coli (stânga) a fost capabilă să prevină atrofia musculară indusă de infecțiile intestinale cu Salmonella typhimurium (centru) și Burkholderia thailandensis (dreapta)
© Salk Institute
 
     De aceste rezultate se leagă acum speranța că vor putea fi aplicate și în alte modele de boli consumptive, precum cancerul sau infecția HIV, unde cașexia este unul din principalii factori care grăbesc sfârșitul bolnavilor.

 

1. Alivisatos AP et al. A unified initiative to harness Earth’s microbiomes. Transition from description to causality and engineering. Science. 2015 Oct 28

2. Dubilier N et al. Create a global microbiome effort. Nature. 2015 Oct 28

3. Checinska A et al. Microbiomes of the dust particles collected from the International Space Station and spacecraft assembly facilities. Microbiome. 2015 Oct 27;3(1):50

4. Zaiss MM et al. The intestinal microbiota contributes to the ability of helminths to modulate allergic inflammation. Immunity. 2015 Oct 27

5. Johansson MEV et al. Normalization of host intestinal mucus layers requires long-term microbial colonization. Cell Host Microbe. 2015 Oct 28

6. Palaferri Schieber AM et al. Disease tolerance mediated by microbiome E. coli involves inflammasome and IGF-1 signaling. Science. 2015 Oct 30;350(6260):558-63

Abonează-te la Viața Medicală

Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
  • Tipărit + digital – 200 de lei
  • Digital – 129 lei
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
  • Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
  • Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
  • OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
  • OAMGMAMR – 5 ore de EMC
Află mai multe informații despre oferta de abonare.