Složení střevního mikrobiomu kojenců a jejich (následná) imunita
Není to dávno, co jsme psali (1, 2) o významu a roli bakterií (tzv. mikrobiomu) v našem těle.
Tento samostatný vědný obor je v posledních desetiletích předmětem mnoha výzkumů a zajímavých zjištění.
Jeden z nedávných výzkumů odkrývá úzkou spojitost mezi složením střevního mikrobiomu a následky poruchy imunitního systému jako alergie, diabetes 1. typu či některá další autoimunitní onemocnění.
Paradoxem však je, že tyto nemoci, resp. poruchy autoimunitního systému jsou daleko větším fenoménem v rozvinutých (a ekonomicky prosperujících) západních civilizacích, než v mnoha chudých rozvojových zemích. Tento paradox byl výzkumníky nazván jako „hygienická hypotéza“ a stojí na předpokladu, že včasná expozice vůči některým patogenům může být naopak přínosem pro „edukaci“ a rozvoj lidského imunitního systému.
Výše zmiňovaná teorie je výsledkem rozsáhlé spolupráce mnoha výzkumníků a organizací na celém světě v rámci projektu „DIABIMMUNE“.
Tento projekt potvrdil nejen výše zmiňovanou „hygienickou hypotézu“ ale také poukazuje na interakci mezi určitými specifickými druhy baktérií, které můžou vést k prudkému nárůstu některých poruch imunitního systému.
Výzkumníci při svých tvrzeních vycházejí z dlouhodobého pozorování více jak 200 dětí ze tří zemí, Finska, Estonska a ruské Karélie, od jejich narození až do věku 3 let.
Na základě měsíčních vzorků stolice od těchto dětí tak identifikovali a kvantifikovali jednotlivé druhy přítomných baktérií, které následně dávali do souvislosti také s faktory jako je (ne)pravidelnost kojení, výživa dětí a matek, různé alergie, infekce či další rodinné anamnézy.
Výsledek pozorování zjistil „ostrý“ rozdíl mezi složením střevního mikrobiomu u dětí z Finska a Estonska s jejich „protějšky“ z rozvojové ruské Karélie.
Zatímco ve stolici finských a estonských kojenců dominovali spíše druhy Bakteroidů, složení střevního mikrobiomu ruských dětí bylo zastoupeno jednoznačně ve prospěch Bifidobakterií a celkově disponovalo mnohem větší variabilitou bakteriálních druhů během celého sledovaného období.
Samotnou výpovědní hodnotu však dostalo následné zkoumání tzv. lipopolysacharidů (LPS), které tvoří hlavní složku vnější membrány bakterií a jejich úlohou je prostřednictvím endoxinů stimulovat imunitní reakci organizmu. Co je důležité, ne všechny LPS jsou si rovny, a odlišné LPS různých druhů bakterií tento imunitní systém jinak stimulují.
Zcela zásadním zjištěním tak bylo, že LPS dominantních Bifidobakterií ruských dětí vedl k spuštění různých imunitních reakcí, zatím co LPS u dominantních Bakteroidních druhů finských a estonských dětí tuto imunitní odezvu nevyvolali. Navíc zjistili, že tato konkrétní forma Bakteroidních LPS dokonce potlačuje imunitní reakci, kterou stimulují ostatní druhy bakterií střevního mikrobiomu.
Jak tento výsledek dále komentuje postgraduální pracovník výzkumu, Alexander Kostic: „u finských a estonských kojenců, kde dominují tyto Bakteroidy, je imunologická odezva střevního mikrobiomu velmi tichá. Věříme, že v pozdnějším věku z nich tato skutečnost dělá mnohem náchylnější k silným zápalovým stimulům“.
Jinými slovy, většina imunitních, resp. autoimunitních onemocnění jsou důsledkem (chronického) zánětu, k čemž mají v důsledku takovéhoto složení střevního mikrobiomu ve prospěch Bakteroidů mnohem větší predispozice estonští, finští či další „westernizovaní“ obyvatelé.
Naopak, děti velice rozvojové ruské Karélie se složením střevního mikrobiomu ve prospěch Bifidobakterií, resp. speciálních LPS bakterií E.coli mají mnohem větší predispozice k lepší imunitní reakci na různé podněty a tím, řekněme, mnohem lépe „vycvičený“ imunitní systém.
Výzkumníci v rámci tohoto projektu se domnívají, že takové složení střevního mikrobiomu a následná imunologická reakce je člověku dána evolučně a naopak, dominance „tichých“ střevních Bakteroidů je spíše jakýmsi výsledkem zlepšené (či přehnané?) hygieny moderní společnosti.
Tato hypotéza si však vyžaduje mnohem bližší zkoumání, především zapojením většího spektra geografických oblastí. Dalším cílem výzkumníků je zjistit objektivní příčiny takovéto změny střevního mikrobiomu u „westernizovaných“ krajin.