W 2023 roku nasz zrozumienie mikroorganizmów żyjących w jelitach człowieka doprowadzi do nowych pomysłów na medycynę. Dziś wiemy, że drobnoustroje jelitowe pomagają rozwijać i utrzymywać nasz układ odpornościowy. Robią to, wytwarzając wysokie poziomy trzech rodzajów krótkołańcuchowych cząsteczek kwasów tłuszczowych: kwasu octowego, kwasu propionowego i kwasu masłowego (lub maślanu). Ostatni z nich, maślan, promuje aktywność komórek odpornościowych zwanych regulatorowymi komórkami T lub T reg. Komórki te są specjalistami w wyłączaniu aktywności innych komórek odpornościowych, co jest niezbędne, aby układ odpornościowy nie uszkadzał organizmu. Inne krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe również wpływają na komórki odpornościowe, a także na komórki wyściółki jelit, chociaż te inne procesy nie są tak dobrze poznane.
Z grubsza mówiąc, wysoki poziom cząsteczek kwasów tłuszczowych wycisza układ odpornościowy, tworząc środowisko „przeciwzapalne” – nie tylko lokalnie w jelitach, ale dla całego organizmu. Istnieje wiele sytuacji, w których ta funkcja jest ważna, w tym zarządzanie lub zapobieganie alergiom.
Alergie są spowodowane niepożądanymi reakcjami immunologicznymi na rzeczy, które są błędnie postrzegane jako szkodliwe – co możemy uważać za nadmierną reakcję układu odpornościowego – więc coś, co pomaga osłabić reakcje immunologiczne lub pomaga organizmowi rozwinąć zdolność do tego, może być pomocne w zapobieganiu alergie.
Istnieją pewne dowody na to, że drobnoustroje jelitowe właśnie to robią, pomagając układowi odpornościowemu rozwijać się w sposób, który nie pozwala na alergie. Na przykład myszy, którym podawano dietę bogatą w błonnik, wytwarzały wysoki poziom krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w jelitach, co korelowało z mniejszym prawdopodobieństwem rozwoju mysiej wersji astmy. Niewielkie badanie małych dzieci wykazało również, że osoby z alergiami miały niższy poziom krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w kale. Co najważniejsze, te obserwacje są jednak tylko korelacjami. Jesteśmy na granicy wiedzy.
W 2023 r. dzięki rozwojowi technologii pogłębimy naszą wiedzę na temat drobnoustrojów jelitowych. Po pierwsze, sprzęt laboratoryjny zostanie wykorzystany do szybkiego sekwencjonowania dużych ilości materiału genetycznego. Po drugie, opracowaliśmy teraz sprzęt komputerowy i oprogramowanie, które pozwolą nam sortować różne sekwencje genów drobnoustrojów, szukać wzorców w danych i skorelować wyniki z innymi czynnikami, takimi jak dieta czy stan zdrowia danej osoby. Próba zrozumienia ludzkiego mikrobiomu stała się sztandarowym przedsięwzięciem dla nauki o dużych zbiorach danych.
Probiotyki – żywność lub suplementy z dodatkiem żywych bakterii – to jedna z możliwości manipulowania mikrobiomem. Istnieją pewne dowody na to, że mogą złagodzić objawy trwającej choroby, takiej jak zespół jelita drażliwego, lub być może pomóc uniknąć skutków ubocznych przyjmowania antybiotyków. Jednak odpowiednie władze w Europie i Stanach Zjednoczonych nie zatwierdziły jeszcze żadnego probiotyku jako leku.
W tej chwili istnieje głęboki problem naukowy: przy ogromnej zmienności dokładnego składu mikroorganizmów jelitowych każdej osoby tak naprawdę nie wiemy, co jest „zdrowe”. Podstawowy zestaw różnych bakterii wydaje się ważny i musi brakować czegokolwiek w sposób oczywisty niebezpiecznego. Ale poza tym niewiele jest jasne. Być może zamiast kilku rodzajów drobnoustrojów potrzebna jest nadrzędna ekologia. Kiedy to jasno zrozumiemy, będziemy w stanie zaprojektować i wyprodukować zdrowe koktajle mikroorganizmów, które można podawać jako lekarstwo.
