SAČUVANI uzorci stolice mogli bi se koristiti za liječenje bolesti poput dijabetesa, pretilosti i poremećaja crijeva te za produljenje života, pokazalo je novo istraživanje američkih znanstvenika objavljeno u časopisu Trends in Molecular Medicine.
Tim istraživača sa Sveučilišta Harvard otkrio je da se, poput matičnih stanica, uzorci crijevne mikrobiote sačuvani u ranoj dobi, kada je osoba zdrava, mogu koristiti kasnije u životu za liječenje bolesti.
Što je mikrobiota, a što mikrobiom?
Probavna mikrobiota odnosi se na skup mikroorganizama (npr. bakterija, gljivica, virusa i arheja) koji žive u gastrointestinalnom traktu kralješnjaka — uključujući ljude. Ona se mijenja kroz život, no može se sačuvati u obliku zamrznutih uzoraka stolice. Prijenos sačuvanog fekalnog materijala od zdravog donora u gastrointestinalni trakt pacijenta radi liječenja bolesti naziva se prijenos fekalne mikrobiote (FMT).
Termini mikrobiota i mikrobiom ponekad se koriste kao sinonimi, no među njima postoji suptilna razlika.
Mikrobiom se odnosi na zbirku genoma svih mikroorganizama u cijelom okolišu organizma.
Mikrobiota se, s druge strane, obično odnosi na mikroorganizme koji se nalaze unutar određenog dijela okoliša. To znači da postoje lokalizirane razlike u mikrobioti svake osobe ovisno o tome gdje je u tijelu mikrobiota prikupljena. Primjerice, mikrobiota crijeva osobe može se radikalno razlikovati od mikrobiote njezine kože, stoga treba voditi računa da se navede odakle mikrobiota dolazi.
Zašto je mikrobiom važan?
Kohortna studija u sklopu Projekta ljudskog mikrobioma otkrila je da bi moglo postojati više od 8 milijuna jedinstvenih gena povezanih s mikrobiomima u ljudskom tijelu. Štoviše, cjelokupni ljudski mikrobiom može dati genetski doprinos svakoj osobi nekoliko stotina puta veći od njezinog genoma.
Mikrobiomi ne postoje samo kod ljudi. Primjerice, u poljoprivredi se razumijevanjem biljnog mikrobioma i iskorištavanjem prednosti određenih mikroorganizama i njihovih gena mogu povećati prinosi.
Kada je riječ o ljudima, različiti mikrobiomi mogu utjecati na zdravlje ljudi u četiri područja: ishrani, imunitetu, ponašanju i bolesti. Primjerice, korisna mikrobiota u crijevima može pomoći u probavljanju hrane koju ljudi inače ne bi mogli razgraditi. S druge strane, štetna mikrobiota može izazvati oštećenja i razne gastrointestinalne bolesti.
Presađivanje mikrobiote
Ljudski mikrobiom posljednjih je nekoliko desetljeća predmet intenzivnih istraživanja jer se pokazalo da bi mogao imati važnu ulogu u kliničkim intervencijama. Mikrobiota koja kolonizira različite površine u organizmu korisna je za brojne fiziološke i metaboličke procese, a sve više dokaza ukazuje na povezanost između poremećaja u sastavu i funkcionalnosti mikrobiote i raznih bolesti. Jedan od mogućih tretmana je da se mikrobiota ili njezini sastojci od zdravih donora transplantiraju pacijentima s određenim bolestima. Veliki uspjeh u tom pogledu postignut je transplantacijom fekalnog mikrobioma za potrebe liječenja infekcija izazvanih bakterijom Clostridioides difficile. To je potaknulo nastojanja da se isti postupak iskoristi u liječenju nekih drugih bolesti kao što su vaginalni poremećaji transplantacijom vaginalne mikrobiote ili kožnih patologija transplantacijom kožne mikrobiote. Neki znanstvenici smatraju da bi modulacija mikrobioma mogla postati nova strategija za poboljšanje učinkovitosti terapija za liječenje raka.
Mogućnost da se koristi vlastiti izmet
Na temelju ovih uvida nametnulo se pitanje bi li se u terapijama mogle koristiti vlastite fekalije umjesto fekalija koje daju zdravi donori.
U novom istraživanju znanstvenici su predložili autologni FMT, metodu liječenja u kojoj su davatelj i primatelj uzoraka stolice jedna te ista osoba.
Postupak liječenja pomoću uzoraka stolice sličan je terapiji matičnim stanicama, ali su ciljane bolesti drugačije. Objašnjavajući razliku između to dvoje, izvanredni profesor na Medicinskoj školi Harvard Yang-Yu Liu rekao je za ZME Science da je ideja prilično slična, no da su njihovi tretmani usmjereni na različite bolesti
"Matične stanice u krvi iz pupkovine mogu se koristiti za liječenje raka, krvnih poremećaja, sindroma zatajenja koštane srži, metaboličkih poremećaja i imunoloških poremećaja. Fekalna mikrobiota može se koristiti za liječenje bolesti povezanih s poremećenom mikrobiotom kao što su rCDI, sindrom iritabilnog crijeva (IBS), upalna bolest crijeva (IBD), pretilost, starenje itd."
Treba istaknuti da ideja o pohranjivanju stolice nije nešto što bi se tek trebalo ostvariti u dalekoj budućnosti - to se događa već sada. Prva banka stolica već je otvorena u Somervilleu u Massachusettsu. Vodi je OpenBiome, neprofitna organizacija koja se fokusira na istraživanje ljudskog bioma.
Potreba i značaj zamrzavanja stolice
Istraživači naglašavaju da je u posljednjih nekoliko desetljeća mikrobiom crijeva kod ljudi doživio drastične promjene zbog promjena u ljudskom odnosu prema prehrani. Mnogi ljudi hrane se manje zdravo nego nekad i jedu više. Prema studiji objavljenoj 2016., unos kalorija prosječnog Amerikanca u 2010. bio je za 23% veći nego u 1970-ima. Štoviše, utvrđeno je da je unos kalorija mnogo veći nego što je odrasloj osobi potrebno za održavanje normalne težine. Osim toga, Centar za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) utvrdio je da oko 14% kalorija koje djeca i adolescenti u SAD-u svakodnevno unose u organizam dolazi iz brze hrane. Život na nezdravoj prehrani koja uključuje alkohol, hladna pića na bazi šećera, brzu hranu te konzerviranu i procesuiranu hranu od mladosti može promijeniti mikrobiotu i u kasnijim fazama života dovesti do pojave raznih bolesti kao što su dijabetes, astma, alergije itd. Znanstvenici stoga vjeruju da bi se autologni FMT mogao koristiti za liječenje posljedica koje proizlaze iz trendova nezdrave prehrane.
Zašto presađivanje vlastitih uzoraka fekalija?
Kako smo već naveli, transplantacija fekalija uspješno se koristi za liječenje infekcije bakterijom Clostridioides difficile, bolesti koja zahvaća ljudsko debelo crijevo i može uzrokovati proljev, groznicu, pa čak i smrt. Svake godine oko 29.000 ljudi izgubi život zbog ove zarazne infekcije.
Međutim, postoji jedan problem s liječenjem transplantacijom stolice - ono je korisno samo kada tijelo domaćina dobro prihvati crijevni mikrobiom donora, što nije uvijek slučaj.
Kako bi prevladali ovaj problem, znanstvenici s Harvarda predložili su prikupljanje stolice radi provođenja autologne transplantacije. Budući da su u autolognom liječenju i davatelj i primatelj ista osoba, ne postoji mogućnost neuspjeha liječenja zbog nepodudarnog uzorka stolice.
"Autologni FMT ima potencijal za liječenje autoimunih bolesti poput astme, multiple skleroze, upalne bolesti crijeva, dijabetesa, pretilosti, pa čak i bolesti srca i starenja", rekao je koautor studije Scott T. Weiss, profesor medicine na Harvardu.
Mogući problemi u skladištenju uzoraka stolice
Iako je autologna FMT teoretski odlična ideja za liječenje bolesti, pohranjivanje stolice izazovan je i skup proces, a konačan ishod još uvijek nije izvjestan. Naime, znanstvenici još nisu sigurni može li višegodišnje zamrznuto stanje uzoraka stolice utjecati na učinkovitost bakterija.
Koautor nove studije Shanlin Ke ističe da bi se autolognim transplantacijama mogli izbjeći ili barem ublažiti problemi kompatibilnosti davatelja i primatelja, no upozorava da je njihov veliki nedostatak potreba za dugotrajnom kriokonzervacijom koja obično zahtijeva pohranjivanje u tekućem dušiku.
"Dugoročno sigurno skladištenje i naknadno oživljavanje i uzgoj uzoraka stolice temeljno je istraživačko pitanje samo po sebi. Potrebna su dodatna istraživanja kako bi se otkrile najbolje metode skupljanja, očuvanja i uzgoja stolice", pojasnio je.
Autori studije trenutno rade s mikrobiolozima na izvođenju pretkliničkih eksperimenata kako bi testirali ideju pomlađivanja crijevnog mikrobioma.