Ovlivňují průběh střevních zánětů a dalších nemocí, mají nezastupitelnou roli v metabolismu – a jsou směrem, kterým se dívá současný výzkum. Bakterie v našem těle by totiž do budoucna mohly být klíčem k potlačení celosvětové epidemie obezity i dalších civilizačních chorob. Jedním z průkopníků na poli jejich zkoumání přitom byl Čech Jaroslav Šterzl, který v roce 1960 založil Gnotobiologickou laboratoř v Novém Hrádku, jedno z prvních pracovišť svého druhu na světě. Právě profesoru Šterzlovi při příležitosti jeho nedožitých 90. narozenin byl věnován seminář Akademie věd ČR při příležitosti včerejšího Světového dne imunologie.
„S odstupem let má Šterzlova nadčasová vize důležitosti mikrobiologických studií v bezmikrobních podmínkách zcela zásadní dopad. Předchází o více než půl století současnou explozi zájmu o dopad komenzální mikrobioty na vývoj, aktivaci a zásadní ovlivnění imunitních odpovědí,“ píše v úvodu právě vydaných vzpomínek Jaroslava Šterzla imunolog Jiří Městecký.
Co vlastně znamená zmíněná gnotobiologie? Jde o směr, který využívá bezmikrobních zvířat, obvykle myší a potkanů, ale i prasat a králíků. Na ně mohou vědci přenést lidskou mikroflóru, kultivovat jinak nekultivovatelné bakterie, sledovat dopad bakterií na fyziologické funkce či jejich podíl na chorobách.
Ačkoliv byl český rozvoj imunologie zastaven po okupaci sovětskými vojsky, kdy skončily veškeré kontakty se zahraničními odborníky, výzkum běží na pracovišti v Novém Hrádku dodnes. Mimo jiné tam zkoumají také souvislost střevní mikroflóry a některých chorob, jichž v poslední době přibývá.
„U idiopatických střevních zánětů, v tomto případě u kolitidy, byl u bezmikrobních myší zánět mnohem slabší než u myší kolonizovaných, což dokazuje efekt mikrobioty,“ přibližuje Helena Tlaskalová – Hogenová ze Sektoru imunologie a gnotobiolgie Mikrobiologického ústavu AV ČR. Další studie se týkaly např. kolorektálního karcinomu či celiakie, nechybějí ovšem ani práce týkající se chorob na první pohled s mikroflórou nesouvisejících, jako je arteroskleróza. „Bezmikrobní myši krmené hypercholesterolemickou dietou měly větší výskyt arterosklerotických plátů oproti myším stejně krmeným, ovšem s mikrobiotou. Tady jde tedy o případ, kdy použitá bakteriální suspenze obsahovala ochranné složky,“ doplňuje profesorka Tlaskalová – Hogenová. Podle dalšího výzkumu pak má střevní mikrobiom vliv i na reakci na břízový alergen.
„Současný rozvoj je daný tím, že se použily nové metodiky, které umožnily definovat deset let po lidském genomu po genové stránce také mikrobiom. Ukázalo se, že ve střevním mikrobiomu je oproti lidskému genomu 150 krát více genů a je tam obrovská diverzita. Jsme tak lidmi jen z desetiny. Dnes je pozornost nasměrována na analýzu funkcí mikrobiomu, což je mnohem složitější a stále toho známe jen velmi málo,“ říká Helena Tlaskalová – Hogenová.
Poznáme zdraví srdce z bakterií ve slinách?
Pomoci zmapovat pole by mohl American Gut Project. V jeho rámci mohou lidé za 99 dolarů zasílat společně s dotazníkem vzorek své stolice k analýze, načež se dozví, jaké bakterie v nich žijí a která dieta by pro ně byla vhodná. Vzorek se zároveň stává součástí databáze, která by mohla poodhalit roušku tajemství nad tím, jaký přesně má složení střevní mikroflóry vliv na naše zdraví.
„Zajímají nás hlavně střeva, ale zaměřujeme se i na ústní, kožní či dokonce vaginální mikroflóru. Možná bychom mohli díky tomu vyvinout biomarkery, které by nám mohly říct něco o stavu orgánů prostřednictvím vzorku slin či stěru z dlaně. Víme totiž například, že v arterosklerotických plátech jsou stejní mikrobi, jako v ústech, ale už ne ve střevech. Mohl by tedy zubní plak předpovědět zdraví našeho srdce? Možná,“ uvádějí vědci z projektu American Gut na webových stránkách Humanfoodproject.com.
Bakterie tedy zdaleka nemáme pouze ve střevě. Ukázalo se, že v těle není místo, které by nebylo osídleno mikroby. Vědci dokonce zjistili, že ani plod se nenachází ve sterilním prostředí – mikroorganizmy jsou totiž i v placentě. Nejdůležitějším obdobím pro vývoj našeho mikrobiomu je věk dvou až tří let, kdy je prostředí ještě velmi variabilní, později už ale u zdravých lidí zůstává stabilní až do 80 let. Narušení rovnováhy střevní mikroflóry, tzv. dysbióza, kdy přibývá potenciálně patogenních bakterií či naopak chybí prospěšné protektivní bakterie, s sebou přitom může nést vznik nemoci či poruchy. „V jedné naší práci se ukázalo, že doba kolonizace je kruciální. Na myším modelu kolonizace v časném období, tedy hned po narození, měla dlouhodobý efekt s tím, že nevzniká zánětlivost. Když se ale kolonizuje bezmikrobní zvíře později, zhruba tři týdny po narození, dojde spíše k zánětlivé odpovědi,“ konstatuje profesorka Tlaskalová – Hogenová.
Laktobacilem proti rýmě
Jedním z nápadů, který využívá vliv bakterií na lidské zdraví, je projekt financovaný ministerstvem zemědělství. Ten přichází s tím, že při prvním náznaku rýmy či pálení v krku doporučuje výplach nosními dírkami a ústy kulturou Lactobacillus acidophilus. Díky tomu by se mělo zabránit nadcházejícímu sedmidennímu onemocnění. Do projektu se zapojilo také dětské ORL ve FN Motol, které po třech letech aplikací postup doporučuje rodičům. „Po vyzkoušení přípravku probiotika u dospělých dobrovolníků byla provedena aplikace u dětí. U 16 z 18 dětí (0,5–13 let) s rozvíjejícím se zánětem horních dýchacích cest došlo k ústupu potíží, bez nutnosti nasadit antibiotika,“ uvádějí odborníci z Motola a Výzkumného ústavu mlékárenského, kteří se na výzkumu podíleli, v souhrnu odborného článku na stránkách proLékaře.cz.
Kde by tedy mohl mít výzkum bakterií velký potenciál? „Ukázalo se, že střevní bakterie hrají roli při příjmu energie z potravy, takže běží pokusy najít bakterie, které by pracovaly proti epidemii obezity. Zájem je také o zkoumání mikrobioty a nervového systému. Většina těchto prací je bohužel zatím postavena jen na zvířecích pokusech – u lidí máme jen důkaz, že u psychiatricky nemocných dochází ke změně mikrobioty. U zvířat bylo prokázáno, že mezi mozkem a mikrobiomem jsou oboustranné interakce a některé bakterie produkují neuroaktivní látky. Velký zájem je vyvolán tím, že lidský genom se zatím nedá příliš změnit, zatímco mikrobiom se ovlivnit dá,“ popisuje Helena Tlaskalová – Hogenová.
Podle profesorky Tlaskalové – Hogenové se nejnovější výzkum ubírá mimo jiné směrem nových probiotik, které dokáže průmysl vyrobit a budou mít prospěšný efekt. Mikrobi jsou také používáni při genetické manipulaci – odsouhlaseny už byly např. klinické studie s bakterií Lactococcus lactis, který produkuje protizánětlivé cytokiny, další vyvíjené rekombinantní bakterie pak umí vyrábět i protinádorové látky.
„Velmi důležitým směrem je efekt výživy na mikrobiom. Ukazuje se, že některé přísady, jako sladidla a emulgátory, vedou k dysbióze. Je tedy snaha najít takové potraviny, které budou prospěšné,“ uzavírá Helena Tlaskalová – Hogenová.
Michaela Koubová
