Vienos žarnyno bakterijos atstatymas mažina vilkligę

Įsivaizduokite mažytę mikrobą, veikiančią kaip nematomas mechanikas, tyliai taisančią labiausiai pažeistas organizmo sistemas. Toks vaizdas kyla iš naujo tyrimo: San Antonijoje įsikūrusio Teksaso universiteto Medicinos mokslo centro mokslininkai parodė, kad vienos žarnyno bakterijos padidėjimas gali sumažinti kelis vilkligės požymius pelėms.

Vilkligė, užsispyręs autoimuninės kilmės sutrikimas, gali suniokoti sąnarius, odą ir vidaus organus. Dėl sisteminio raudoninio vilkligės Jungtinėse Valstijose serga apie 1,5 mln. žmonių; gydymas dažniau valdo paūmėjimus nei išgydo ligą. Todėl, kai mikrobiologai aptiko trūkstamą žarnos mikrofloros elementą, kuris, atrodo, saugo nuo ligos vystymosi, tai atrodė ne tiek kaip smulkus mokslo žingsnis, kiek siužeto posūkis.

Aptariamas mikrobas yra Faecalibacterium prausnitzii, dažnas sveikos žarnos gyventojas, kuris iš maistinių skaidulų gamina trumpąsias riebalų rūgštis, ypač butiratą. Ankstesni tyrimai užuomina, kad jis trūksta negydytiems vilkligės pacientams, o naujasis darbas eina toliau: F. prausnitzii sugrąžinimas vilkligės linkusių pelių žarnyne atkūrė butirato kiekį, atstatė gleives gaminančias ląsteles žarnų gleivinėje ir subalansavo uždegiminių signalų pusiausvyrą.

Pelėms, gydytoms F. prausnitzii štamu (dešinėje), inkstai buvo mažiau 'puolami' imuninėmis ląstelėmis nei negydytų pelių (kairėje). 

Praktikoje toks biologinis pusiausvyros atstatymas pasireiškė apčiuopiamais privalumais. Pelės, gavusios dozes F. prausnitzii, rodė sumažėjusius uždegimo žymenis ir mažiau imuninės sistemos sukeltų pažeidimų inkstuose bei blužnyje, organuose, kuriuos vilkligė dažnai pažeidžia. Straipsnis, paskelbtas Nature Communications, šiuos pokyčius dokumentuoja genetiniais ir biocheminiais įrodymais, o ne bendromis prielaidomis.

Kaip viena bakterija gali taip paveikti? Tyrėjų komanda profiliavo F. prausnitzii genų ir metabolitų sudėtį ir susiejo duomenis: mažiau bakterijų reiškia mažiau butirato, o tai silpnina žarnyno barjero vientisumą. Dėl pralaidesnės žarnos imuninei sistemai atsiveria antigenai, kurių ji neturėtų matyti, kas skatina lėtinį uždegimą. Sugrąžinus bakterijas ir papildžius butirato atsargas, ši uždegiminė kaskada nurimsta.

Yra praktinių kliūčių. F. prausnitzii retai randama parduotuviniuose probiotikuose, nes ji yra jautri deguoniui ir ilgai nekolonizuoja žarnyno. Tai apsunkina tiesioginį terapinį panaudojimą. Vis dėlto mokslininkai optimistiški: jei pavyktų identifikuoti pagrindines bakterijos gaminamas aktyvias molekules, jas būtų galima imituoti arba stabilizuoti vaistų formoje.

„Mes buvome labai susijaudinę, kad vienas probiotinis štamas gali sukelti tokius didelius pokyčius“, sako UT Health mikrobiologas Yong Ge - ir tai yra santūri optimizmo išraiška, o ne perdėtas šūkavimas. Eksperimentai atlikti jaunose pelėse prieš klinikinių simptomų atsiradimą, todėl perkėlimas į žmonių ligą tebėra atvira klausimas. Gyvūnų modeliai yra galingi, bet ne pranašiški.

Mitybos kontekstas taip pat svarbus. Kadangi F. prausnitzii minta skaidulomis, angliavandenių vartojimo pokyčiai keičia jos gausą ir metabolinę produkciją. Tyrimų grupė planuoja mechanistinius tyrimus, kurie susies skirtingų maistinių skaidulų rūšių vartojimą su bakterijos lygiu ir tolesniu poveikiu vilkligės biomarkeriams. Ar mityba gali būti tiek prevencinė priemonė, tiek papildoma terapija? Tai viliojanti galimybė.

Be mitybos ir probiotikų, tyrimas nukreipia dėmesį į mikrobinės kilmės chemines medžiagas kaip terapeutinius taikinius. Jei pavyks izoliuoti molekules, kurios ramina imuninę sistemą, paruošti jas stabiliai formuluotei ir tiekti patikimai, jos galėtų apeiti kolonizacijos problemas, ribojančias tiesiogines bakterines terapijas.

Žinoma, kelias nuo pelės iki klinikos apima pakartotinus tyrimus, saugumo patikrinimus ir žmogaus klinikinius bandymus. Vis dėlto šis eksperimentas pakeičia vilkligės tyrimų perspektyvą, išryškindamas apčiuopiamą priežastinį mechanizmą užuot pateikus tik abstrakčią sąsają. Tai suteikia gydytojams ir pacientams konkretų objektą tirti: trūkstamą bakteriją, išeikvotą metabolitą ir biologinį mechanizmą, jungiantį žarnyno sveikatą su sistemine autoimunine liga.

Vienos žarnyno bakterijų rūšies atkūrimas apvertė uždegiminius pokyčius vilkligės linkų pelėms ir nurodo naujas kryptis mikrobinėmis ar metabolitų pagrindu paremtoms terapijoms.

Mokslininkams dabar tenka užduotis paversti tą mechanizmą vaistu: identifikuoti aktyvias jungtis, išbandyti jas vėlesnių stadijų modeliuose ir suprasti, kaip mityba, aplinka ir genetika sąveikauja su šiuo trapia mikrobine palyda. Kitas etapas klausdys, ar ta pati bakterija, kuri ramina pelės imuninę sistemą, kada nors galės sumažinti žmonių, gyvenančių su vilklige, kančias.