اگر بیگانگان انسان را بررسی می کردند، فکر می کردند ما فقط موجودات برده ای هستیم که برای تغذیه میکروب ها و حمل آنها به اطراف طراحی شده ایم. بدن ما ده برابر بیشتر از سلول ها حاوی باکتری است و تخمین زده می شود که 3.3 میلیون ژن در کل DNA باکتری ها وجود دارد که 160 برابر تعداد ژن های انسان است. روده ما میزبان حدود یک کیلوگرم باکتری است که به هضم و متابولیسم غذا کمک می کند، ویتامین تولید می کند و از ما در برابر عفونت محافظت می کند.
مطالب فوق دانش کتاب درسی است، اما مطالعات اخیر نقش های جدید و نامعلومی را برای این همراهان کوچک آشکار می کند.شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد باکتری‌های روده می‌توانند از ما در برابر آسیب‌شناسی‌های مختلف از التهاب گرفته تا دیابت و چاقی محافظت یا مستعد کنند. و، هرچند دور از ذهن به نظر می رسد، حجم قابل توجهی از داده ها نشان می دهد که آنها حتی می توانند خلق و خوی و رفتار ما را تغییر دهند.
میکروها در دستور کار علمی داغ هستند. در ماه مه، دولت ایالات متحده یک طرح ملی میکروبیوم را با بودجه کلی نیم میلیارد دلار راه اندازی کرد، در حالی که اتحادیه اروپا بیش از 300 پروژه مرتبط با میکروبیوم را تامین مالی می کند.
Yolanda Sanz، محقق موسسه کشاورزی و فناوری غذایی (IATA) شورای تحقیقات ملی اسپانیا در والنسیا، اسپانیا، MyNewGut، بزرگترین کنسرسیوم اتحادیه اروپا در این زمینه را با 30 شریک در 15 کشور هماهنگ می کند. ما از Sanz در مورد دیدگاه های تحقیق و ارتباطات جالب بین میکروبیوم و مغز پرسیدیم.
چه چیزی فلور روده ما را می سازد و چگونه در طول زمان تغییر می کند؟
روده ما میزبان اکوسیستم پیچیده ای از باکتری ها است. ما آن را میکروبیوتای روده می نامیم که شامل حداقل 1000 گونه متفاوت است. ما بیشتر میکروب های روده خود را بلافاصله پس از تولد دریافت می کنیم، اگرچه شواهدی از کلونیزاسیون حتی در دوران بارداری وجود دارد.
در 2-3 سال اول زندگی، میکروبیوتا در ترکیب خود بسیار ناپایدار است. این وضعیت با دوره ای همپوشانی دارد که در آن سیستم ایمنی هنوز نابالغ است. در این مرحله، میکروبیوتا تا حد زیادی تحت تأثیر رژیم غذایی قرار می گیرد، مثلاً اینکه آیا شما از شیر مادر تغذیه می کنید یا نه.
هنگامی که یک رژیم غذایی بزرگسالان شروع به کار کند، ترکیب میکروبیوتای روده پایدارتر می شود و مشخصات میکروبیوتیکی ظاهر می شود. این معمولاً تا سنین بالا وجود دارد، زمانی که رژیم غذایی کم‌تنوع‌تر و بی‌ثبات‌تر است، مثلاً در نوزادان. به نوعی، تکامل میکروبیوتا نشان دهنده رشد و پیری ماست.
آیا ما نوعی هویت میکروبی داریم، اثر انگشت باکتریایی که منحصر به فرد است؟
بله، هر فردی نسبت متفاوتی از گونه ها و گونه های باکتریایی در روده خود دارد. اگر بخواهم رقمی روی آن بگذارم، می‌توانم بگویم که حدود یک چهارم میکروبیوتا برای هر فرد منحصر به فرد است، اما برآورد دقیق آن دشوار است.همچنین، ما می دانیم که ژنوم ما بر فلور روده ما تأثیر می گذارد. ما نمی دانیم چگونه کار می کند، اما حداقل برخی از ویژگی های میکروبیوتای ما با DNA ما مرتبط است.
وقتی افراد رژیم غذایی خود را به شدت تغییر می دهند چه اتفاقی می افتد؟ به عنوان مثال، اگر من وگان می شدم، آیا هویت میکروبی من تغییر می کرد؟
مطالعات نشان می دهد که اگر رژیم غذایی خود را به طور چشمگیری تغییر دهید، به عنوان مثال با تغییر نسبت فیبرها، پروتئین ها یا چربی ها، تغییرات نسبتاً سریعی را در میکروبیوتای خود مشاهده خواهید کرد. حدود 30 تا 40 درصد از سویه های باکتریایی از نظر فراوانی متفاوت هستند. تا زمانی که دوباره رژیم غذایی خود را تغییر ندهید، به نوعی هویت میکروبی جدیدی به دست خواهید آورد.
داروها همچنین می توانند میکروبیوتا را تغییر دهند. البته مطالعات اخیر به آنتی‌بیوتیک‌ها اشاره می‌کند، اما همچنین به مهارکننده‌های پمپ پروتون، داروهای ضدالتهاب و سایر دسته‌هایی از داروها اشاره می‌کند که مستقیماً با باکتری‌ها تداخل ندارند. تصویر پیچیده تر از آن چیزی است که چند سال پیش به نظر می رسید.
ارتباط بین میکروبیوتا، مغز و خلق و خوی چیست؟
شواهد فزاینده ای از یک محور میکروبی روده-مغز وجود دارد که در آن باکتری ها می توانند بر مغز تأثیر بگذارند، و بالعکس.
محققان کانادایی دریافتند که موش‌های گونه‌های خجالتی پس از دریافت پیوند میکروبی روده از موش‌هایی که کمتر مهار شده بودند، فعال‌تر و کنجکاوتر شدند. ما می دانیم که برخی از گونه های باکتری روده ترکیباتی را تولید می کنند که روی سیستم عصبی اثر می گذارند: برای مثال، انتقال دهنده های عصبی یا متابولیت هایی که سد خونی مغزی را تغییر می دهند (موانی که مولکول های عبوری از بدن به گردش خون مغز را فیلتر می کند - ed.. توجه داشته باشید). ما هنوز مکانیسم های دقیق را نمی دانیم، اما کاملاً واضح است که میکروب های روده می توانند بر خلق و خو و الگوهای رفتاری تأثیر بگذارند.
آیا این یافته ها در مورد انسان نیز صدق می کند؟
بیشتر اطلاعات از مطالعات حیوانی به دست می آید، اما برخی از داده ها در مورد انسان کاملاً قطعی هستند. برای مثال، افراد مبتلا به افسردگی اولیه، تغییراتی در میکروبیوتا نشان می‌دهند.
علاوه بر این، پیوند میکروبیوتای بیماران افسرده به موش می تواند آسیب شناسی را در حیوانات تکرار کند.
یک مشکل در آزمایش‌های انسانی این است که ما فقط می‌توانیم مدفوع بیماران را که بیشتر نماینده باکتری‌های روده تحتانی هستند، تجزیه و تحلیل کنیم. برای به دست آوردن اطلاعات در مورد سایر قسمت های دستگاه گوارش، باید بیوپسی و سایر آزمایشات تهاجمی را روی افراد سالم انجام دهید که البته غیراخلاقی است.
آیا می توانیم یک پروبیوتیک درمانی برای اختلالات مغزی در انسان تصور کنیم، حداقل برای کاهش برخی علائم؟
چند کارآزمایی وجود دارد که در آن به بیماران مبتلا به افسردگی درمان های پروبیوتیک داده شده است. نتایج دلگرم‌کننده هستند، اما مطالعات کوچکی هستند، و مراحل زیادی وجود دارد تا بتوانیم بگوییم آیا این مداخلات واقعاً مؤثر هستند یا خیر.
تا به امروز، ما همبستگی های زیادی بین میکروبیوتای روده و آسیب شناسی پیدا کرده ایم: برای حرکت به سمت درمان، باید یک رابطه علّی ایجاد کنیم، و مکانیسم هایی را که توسط آن باکتری ها با سیستم عصبی تعامل می کنند، از نزدیک بررسی کنیم..
مراحل بعدی چیست، و آیا تعامل بین ابتکار ملی میکروبیوم (NMI) در ایالات متحده و پروژه های اتحادیه اروپا در همین زمینه را مشاهده می کنید؟
برای پیشرفت بیشتر، ما نیاز به مطالعه گروه های بزرگتری از بیماران و ادغام رویکردهای مختلف omics، مانند ژنومیکس و پروتئومیکس داریم. این فلسفه پشت NMI است و این همان کاری است که ما با پروژه اروپایی MyNewGut انجام می دهیم. ما باید بدانیم که ایالات متحده بسیار بیشتر از اروپا سرمایه گذاری می کند، اما فضای زیادی برای همکاری وجود دارد. ما سعی می کنیم مطمئن شویم که بیشتر داده های ژنومی باز و در دسترس کل جامعه علمی است.
NMI به روی شرکای اتحادیه اروپا باز است و بسیاری از کنسرسیوم های اروپایی، از جمله کنسرسیوم ما، شرکای از هر دو سوی اقیانوس اطلس دارند. مشکل این است که شرکای ایالات متحده نمی توانند به هیچ بودجه ای از اتحادیه اروپا دسترسی داشته باشند و بالعکس. چالش‌های آینده زیادی وجود دارد که باید با هم به آنها بپردازیم. انتقال یافته‌های موش‌ها به انسان آسان نیست، اما من فکر می‌کنم که ما در مسیر امیدوارکننده‌ای قرار داریم.
