Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Menu
Nanobiome – polskie badanie mikrobioty jelitowej
Pierwszą metodą badawczą, której zadaniem była identyfikacja bakterii żyjących w jelitach, jest mikrobiologia klasyczna, czyli tak zwany posiew kału. Ówcześni mikrobiolodzy badali środowisko jelit w oparciu o hodowlę drobnoustrojów. Jakie wady tej metody odnajdujemy dziś, kiedy o mikrobiocie jelitowej wiemy już tak wiele?
W jelitach mieszkają dobre bakterie, których zadaniem jest udział w procesach metabolicznych oraz dbałość o odporność i nasze zdrowie. Jednak mogą one także zostać skolonizowane bakteriami patogennymi (czynnik chorobotwórczy), które w niekorzystnych dla organizmu warunkach, np. podczas osłabienia lub dysbiozy jelitowej, wywołują ciężkie zakażenia. Zazwyczaj w jelicie człowieka znajduje się 400-500 gatunków drobnoustrojów, natomiast u najzdrowszych osób może ich być nawet 1000.
W kontrolowaniu różnorodności mikrobioty należy więc zadbać o to, aby bakterii patogennych było jak najmniej. Wtedy te dobre bakterie przejmują kontrolę i zajmując większość miejsca w jelicie nie dopuszczają do namnożenia się szkodliwych mikroorganizmów. Dlatego tak ważne jest, by w całej społeczności była odpowiednia współpraca i brak dominacji pewnych gatunków, które mogą odpowiadać za choroby.
Abyśmy mogli dowiedzieć się czy obecne w nas bakterie jelitowe żyją w prawidłowych proporcjach (dobre do patogennych) i czy w mikrobiocie występuje właściwe zróżnicowanie gatunków, musimy odpowiednio zidentyfikować nasze bakterie. Kiedyś, gdy nie znano jeszcze technik genetycznych i nie były one wprowadzone do rutynowej diagnostyki, musiał wystarczyć posiew kału.
Jednak dziś wiemy już, że w posiewie nie udaje się uzyskać większości występujących w kale gatunków bakterii, ponieważ ponad 90% z nich to bezwzględne beztlenowce. Oznacza to, że tlen jest dla nich szkodliwy i już przy samym pobieraniu próbki kału do badań oraz jego transporcie większość z nich po prostu obumiera. Nawet jeśli podłoże mikrobiologiczne zawiera wszystkie składniki, których potrzeba danym bakteriom do wzrostu, większości z nich niestety nie udaje się ich wskrzesić. Nie wyrosną one zatem na podłożach bakteriologicznych, ponieważ nie przeżyły w niekorzystnych warunkach.
Każda bakteria jest inna i każda z nich potrzebuje odmiennych warunków do życia. Jednak warunki stworzone w laboratorium są dla nich jedynie namiastką tego, co zapewnia im ciało człowieka. Właśnie dlatego w posiewie kału wyrasta zazwyczaj około 5-7 gatunków, a wcale nie oznacza, że tylko tyle ich tam jest. Większość z nich nie wzrasta, ponieważ nie pozwala na to obecność tlenu, czy też nie mogą one przeżyć bez współpracy z innymi bakteriami, które występują w ich naturalnym środowisku.
Niegdyś uważano, że dominująca w ludzkim jelicie jest Escherichia coli. Natomiast dziś już wiemy, że jest to po prostu gatunek bardzo wytrzymały i niewymagający, potrafi on więc przeżyć nawet w bardzo trudnych warunkach. Właśnie dlatego otrzymujemy tę bakterię praktycznie w każdym posiewie, choć w rzeczywistości to nie ona jest dominująca w całym środowisku.
Biorąc pod uwagę powyższe, niestety badanie kału metodą posiewu nie odzwierciedla faktycznego stanu mikrobioty. Między drobnoustrojami nieustannie trwa walka o byt – przeżywają najsilniejsze, a słabsze giną. Właśnie dlatego na podstawie klasycznych metod mikrobiologii przeżyją i wyrosną jedynie gatunki dominujące lub niewymagające szczególnie dogodnych warunków.
Kolejne badania potwierdzają, że najbardziej efektywną metodą w kontekście oceny mikrobiomu jelitowego są wyłącznie metody genetyczne. Opierają się one na sekwencjonowaniu, czyli poznaniu pełnej sekwencji materiału genetycznego (DNA) dowolnego organizmu. Identyfikują zatem wszystkie bez wyjątku bakterie – także te, które pomimo obumarcia w niekorzystnych warunkach pozostawiają swój materiał genetyczny w pobranej próbce kału.
