Microbii ne fac oameni

Revoluționarii politici pun lumea în cap. Revoluționarii științifici, pe de altă parte, îl întorc, literalmente, atunci când vorbesc despre un nou concept de om biologic.

Opinia tradițională este că 10 trilioane de celule din corpul uman sunt produse de 23.000 de gene. Dacă revoluționarii au dreptate, aceste cifre subestimează realitatea. La urma urmei, microbiomul este ascuns în colțurile corpului uman, în special în intestine: aproximativ 100 de miliarde de indivizi din sute de tipuri diferite de bacterii, definite de 3 milioane de gene non-umane. Robespierre al științei biologiei consideră că microbii ar trebui incluși și în calcul: că omul nu este un organism unic, ci un superorganism creat de munca comună a multor organisme mai mici.

Poate părea ciudat să considerăm celulele bacteriene și genele lor ca parte a corpului uman, dar punctul de vedere are o bază puternică în realitate. Bacteriile care trăiesc în noi nu sunt nici paraziți, nici tranzitori, ci membri cu drepturi depline ale unei comunități din care omul, oricât de dominant este, este la fel de membru. Noua perspectivă se răspândește rapid și a fost abordată de mai multe ori în ultimele luni de cele mai apreciate reviste științifice din lume, Nature and Science. Și, cel puțin la fel de important, descoperirea oferă o oportunitate de dezvoltare atât pentru medicină, cât și pentru practicarea medicinei.

Funcția microbiomului și a corpului uman sunt strâns legate

Membrii microbiomului oferă o varietate de servicii către om în schimbul nutrienților și adăpostului. Bacteriile sunt responsabile pentru producerea a 10% din necesarul caloric uman. Aceste calorii sunt puse la dispoziție prin descompunerea carbohidraților vegetali cu care enzimele umane nu știu cu ce să facă. Dar nu doar plantele conțin astfel de carbohidrați nedegradabili: avem nevoie și de ajutorul enzimelor bacteriene pentru a procesa glicanul din laptele matern.

Toate acestea sugerează că fermierul și microbiomul său au evoluat în coevolutie de-a lungul anilor. Cu toate acestea, digestia nu este singura funcție în care sunt implicați microbii: microbiomul produce și vitamine, și anume vitaminele B2, B12 și acidul folic. Producția de vitamine este adaptată de microbiom la nevoile fermierului: microbiomul sugarilor produce mai mult acid folic decât cel al adulților. Flora intestinală a persoanelor care urmează o dietă săracă în vitamine în Malawi și în satele rurale din Venezuela produce mai multe vitamine decât cele din America de Nord.

Microbiomul luptă împotriva invadatorilor inamici care intră în corp, ajutând la menținerea fermierului sănătos. De exemplu, o bacterie care provoacă diaree este un vizitator nedorit nici pentru gazdă, nici pentru microbiom. Ambii vor să scape de intrus cât mai curând posibil și ambii acționează în acest scop - așa că gazda și microbiomul sunt aliați în acest sens. Mai mult, cercetările recente arată că fiziologia lor este interconectată într-un mod care arată teoria superorganismului mai mult decât o simplă cotitură retorică.

Putem deteriora flora intestinală?

Această conexiune fină se simte cel mai bine atunci când praful pătrunde în utilaje. Disfuncția microbiană a fost asociată cu o varietate de boli, inclusiv obezitate, malnutriție, diabet (ambele tipuri 1 și 2), ateroscleroză și boli de inimă, scleroză multiplă, astm și eczeme, boli ale ficatului, mai multe boli intestinale, inclusiv cancerul intestinal și autismul. Procesele exacte nu sunt încă pe deplin cunoscute, dar bacteriile par să producă substanțe care ajută la reglarea funcției celulelor umane. Dacă celulele nu primesc semnale adecvate, boala se dezvoltă. Această descoperire este atât de semnificativă, deoarece sugerează că medicina a căutat până acum răspunsul la anumite boli într-un loc greșit. Mai mult, vor exista noi posibilități în domeniul vindecărilor: dacă microbiomul perturbat poate provoca boli, atunci restabilirea ordinii poate duce chiar la vindecare.

Companiile cu iaurt și fanaticii alimentelor sănătoase pliază ceva similar de ani de zile. Și într-un caz, au dreptate și în privința sindromului intestinului iritabil: probioticele pot restabili echilibrul tulburat al florei intestinale cu ajutorul a jumătate de duzină de specii bacteriene. Cu toate acestea, faptul că probioticele au și un efect revigorant asupra persoanelor sănătoase sugerează că există mai puține dovezi.

O mână de medici încearcă să facă progrese către vindecarea unei alte boli microbiene, infecția cu Clostridium difficile. Această bacterie poate duce la inflamații intestinale care pun viața în pericol la pacienții cu flora intestinală tratați cu antibiotice și perturbați. Numai în America, 14.000 de persoane sunt victime în fiecare an, deci a câștigat meritat titlul de Blestem de spital. Cercetări recente sugerează că o clismă care conține fecalele unei persoane sănătoase poate fi folosită pentru combaterea bolii. Cu siguranță, „transplantul de scaun” este o metodă destul de sofisticată, dar lecția este că microbii sunt mult mai ușor de manipulat decât celulele umane. Cu toate acestea, transplantul unui microbiom - pe lângă faptul că știm care este lucrul special care este transplantat aici - este încă mai simplu decât înlocuirea unei inimi sau a unui rinichi.

Este dezgustător, dar totuși util

Alte două domenii par, de asemenea, promițătoare pentru cercetarea microbiană, dintre care una se referă la utilizarea mai sofisticată a antibioticelor. Antibioticele sunt fără îndoială cele mai eficiente invenții din industria farmaceutică. În timp ce majoritatea antibioticelor sunt utilizate în prezent pentru a ucide o varietate de infecții, pot exista oportunități de a regla fin aplicațiile în viitor. Cu ajutorul lor, amestecul de microorganisme din organism poate fi, de asemenea, manipulat, astfel încât bacteriile „bune” să prevaleze în cele din urmă pe cele „rele”.

Genetica este un alt domeniu în care încă ne putem aștepta la schimbări. Mai multe dintre bolile asociate funcției microbiene sunt moștenite în cadrul familiei. În unele boli, cum ar fi bolile de inimă, genele umane explică cel puțin parțial fenomenul, dar există boli, precum autismul, în care legătura genetică este necunoscută. Este posibil ca geneticienii să se fi concentrat până acum asupra studierii unui fond de gene rău: 23.000 de gene au fost analizate în loc de celelalte 3 milioane. O parte din fondul de gene de 3 milioane este obținută de la mama noastră în momentul nașterii naturale. Deși nu există un exemplu dovedit, este posibil ca unele tulpini bacteriene predispuse la boli să fie transmise din generație în generație.

Așa cum se întâmplă deja cu astfel de răsturnări, nu știm acum care va fi sfârșitul revoluției microbiomale. Medicii și biologii pot accepta teoria superorganismului - și nu pot. Cel mai important, totuși, lărgirea orizonturilor noastre poate oferi o oportunitate de a înțelege problemele medicale care par până acum de nerezolvat și de a găsi leacurile potrivite. Traiasca revolutia!