Molecular Virology Department

ΕΡΕΥΝΑ, Μικροβίωμα και νευρολογικές νόσοι

Άρθρο
Δρ. Σταύρος Πασιαρδής
Επιστήμονας
Τμήμα Μοριακής Ιολογίας
 

 

« Όλες οι ασθένειες προέρχονται από το έντερο»

Ιπποκράτης (460–370 πχ)

 
Από τι είμαστε φτιαγμένοι; Η ερώτηση αυτή μπορεί να ακούγεται πολύ απλή αλλά στην πραγματικότητα όσο αποκαλύπτεται η πολυπλοκότητα του ανθρώπινου σώματος τόσο πιο δύσκολη γίνεται η απάντησή της. Η προφανής απάντηση είναι πως αποτελούμαστε από κύτταρα, ανθρώπινα κύτταρα, σωστά; Λοιπόν, ναι και όχι. Η πραγματικότητα είναι πως ο κάθε ένας από εμάς αποτελείται από περίπου 37 τρισεκατομμύρια ανθρώπινα ευκαρυωτικά κύτταρα. Το γονιδίωμά μας, το οποίο αποτελείται από περίπου 21,000 γονίδια, ελέγχει κεντρικά όλες τις λειτουργίες και καθορίζει τα χαρακτηριστικά και τις λειτουργίες αυτών των κυττάρων.  Τώρα όμως ξεκινά το ενδιαφέρον της υπόθεσης…κάθε ένας από εμάς έχει μια πολύ στενή και συμβιωτική σχέση με περίπου 40 τρισεκατομμύρια μικροοργανισμούς (τελευταίες εκτιμήσεις) που αποικίζουν το σώμα μας. Αυτοί οι μικροοργανισμοί υπολογίζεται πως αποτελούνται από περίπου 3,000,000 γονίδια. Άρα επιστρέφοντας πίσω στην αρχική ερώτηση του από τι είμαστε φτιαγμένοι, η απάντηση είναι πως αποτελούμαστε από περίπου ίσες ποσότητες ανθρώπινων και μη ανθρώπινων κυττάρων, και πως τα μη ανθρώπινα κύτταρα έχουν περίπου 100 φορές μεγαλύτερο αριθμό γονιδίων από το ανθρώπινο μας γονιδίωμα. 
 
Οι μικροοργανισμοί που αποικίζουν το σώμα μας συμπεριλαμβάνουν βακτήρια, ιούς, μύκητες και παράσιτα (σε ορισμένες περιπτώσεις) και είναι συλλογικά γνωστoί ως "μικροβίωμα". Τα βακτήρια του μικροβιώματος είναι το πιο καλά μελετημένο συνθετικό του και η σημασία και ο ρόλος τους γίνεται ολοένα και πιο εμφανής. Έχουμε συνεξελιχθεί  με το μικροβίωμα μας και έχουμε μια πραγματικά συμβιωτική σχέση με τους μικροοργανισμούς που μας αποικίζουν. Το μικροβίωμά μας είναι ευεργετικό για εμάς ποικιλοτρόπως. Οι μικροοργανισμοί που μας αποικίζουν παράγουν βιταμίνες που δεν μπορούμε να συνθέσουμε μόνοι μας αλλά μας είναι αναγκαίες  (όπως η βιταμίνη Κ καθώς και οι βιταμίνες Β12 και η ριβοφλαβίνη), μας βοηθούν να αφομοιώσουμε συστατικά τροφίμων που δεν μπορούμε αλλιώς (όπως τους σύνθετους υδατάνθρακες), εμπλέκονται στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού μας συστήματος και μας προστατεύουν παρεμποδίζοντας τον αποικισμό μας από παθογόνους οργανισμούς.  Η κατανόηση του μικροβιώματος και του τρόπου αλληλεπίδρασής του με το σώμα μας,  έχει οδηγήσει σε μια μεταστροφή στην κατανόηση των μηχανισμών διαφόρων ασθενειών. Το μικροβιώμα έχει συσχετιστεί με πολυάριθμες ασθένειες συμπεριλαμβανομένου του διαβήτη τύπου 2, των καρδιαγγειακών παθήσεων, του καρκίνου, διαφόρων νευρολογικών παθήσεων καθώς και παθήσεων του ήπατος. Επιπλέον, τα βακτήρια που αποικίζουν το έντερο μας μπορούν να επηρεάσουν την αποτελεσματικότητα της θεραπευτικής αγωγής ενεργοποιώντας τα φάρμακα και αυξάνοντας τη βιοδιαθεσιμότητα τους, αλλά μπορούν επίσης να προκαλέσουν απενεργοποίηση τους και τοξικότητα.
 
Ως ερευνητής είχα τη χαρά και την τιμή να δουλέψω στο εργαστήριου του Καθ. Eran Elinav στο Weizmann Institute of Science (Rehovot, Israel) ως επισκέπτης ερευνητής. Ο Καθηγητής Elinav είναι επικεφαλής ενός από τα πιο αναγνωρισμένα και πιο επιτυχημένα εργαστήρια στον κόσμο στον τομέα της μικροβιολογικής έρευνας. Διευθύνει ένα μεγάλο, διεθνές, πολυπολιτισμικό εργαστήριο που βρίσκεται στην πρώτη γραμμή της έρευνας στον τομέα του. Είχα την τύχη να είμαι μέρος του εργαστηρίου του καθηγητή Elinav και να συμμετέχω σε παγκόσμιας εμβέλειας ερευνητικές εργασίες δουλεύοντας παράλληλα σε ένα φιλικό και υποστηρικτικό περιβάλλον. Κατά τη διάρκεια της παραμονής μου στο Ισραήλ ασχολήθηκα με πολυάριθμες διεπιστημονικές μελέτες μεγάλης κλίμακας, τόσο ως επικεφαλής όσο και ως συνεργάτης. Ήμουν συν-υπεύθυνος μιας επιστημονικής μελέτης με επίκεντρο την νόσο του κινητικού νευρώνα (ALS) η οποία έδειξε για πρώτη φορά πως το μικροβίωμα εμπλέκεται τόσο στην ανάπτυξη όσο και στην εξέλιξη της νόσου (η μελέτη αυτή δημοσιεύτηκε στο περιοδικό “Nature” [1]). 
 
Ως κύριος ερευνητής συμμετείχα και στην πολυθεματική ομάδα η οποία μελέτησε την επίδραση των προβιοτικών ως αντιστάθμισμα της καταστροφής της βακτηριακής χλωρίδας του βλεννογόνου του εντέρου μετά από χρήση αντιβιωτικών. Η μελέτη αυτή διερεύνησε την  επίδραση συχνά συνταγογραφούμενων προβιοτικών που προσλαμβάνονται παράλληλα με αντιβίωση στην επαναφορά της μικροβιακής χλωρίδας. Ένα από τα πολλά συμπεράσματα της μελέτης αυτής ήταν πως η λήψη προβιοτικών σκευασμάτων ως αντιστάθμισμα της καταστροφής της βακτηριακής χλωρίδας του εντέρου όταν λαμβάνουμε αντιβιοτικά, πιθανόν να οδηγεί σε καθυστέρηση και σε ατελή αποκατάστασή της αντί σε βοήθεια της πλήρους αποκατάστασής της (η μελέτη αυτή δημοσιεύτηκε στο περιοδικό “Cell” [2]). Σε συνέχεια του ερευνητικού αυτού προγράμματος μελετήσαμε το ρόλο των προβιοτικών σκευασμάτων στη βελτίωση της ποιότητας ζωής και στην πρόληψη ασθενειών. Η μελέτη κατέδειξε πως πολλοί υγιείς εθελοντές ήταν ανθεκτικοί στον αποικισμό του εντέρου τους με τα προβιοτικά που λάμβαναν ως συμπληρώματα. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι δεν θα πρέπει να χορηγείται το ίδιο προβιοτικό σκεύασμα σε όλους τους ανθρώπους αλλά θα πρέπει να γίνεται εξατομίκευση ανάλογα με τις ανάγκες του καθενός ξεχωριστά. Η μελέτη αυτή αποτελεί την πιο ολοκληρωμένη επεμβατική μελέτη με επίκεντρο τον άνθρωπο και το εντερικό μικροβίωμα που έγινε ποτέ ανά το παγκόσμιο και δημοσιεύτηκε στο περιοδικό “Cell” [3].
 
Με την επάνοδό μου στην Κύπρο επέστρεψα στο Τμήμα Μοριακής Ιολογίας του Ινστιτούτου Νευρολογίας και Γενετικής Κύπρου (Διευθύντρια Καθ. Χριστίνα Χριστοδούλου). Σε στενή συνεργασία με τον Καθηγητή Elinav και την ομάδα του, και με την στήριξη της Καθ. Χριστοδούλου, στοχεύω στη διεξαγωγή έρευνας εδώ στην Κύπρο με επίκεντρο το μικροβίωμα και το ρόλο του διαδραματίζει στην ανάπτυξη και εξέλιξη νευρολογικών νόσων. 
 
 
 
 
Βιβλιογραφία:
  1. Blacher E*, Bashiardes S*, Shapiro H*, Rothschild D*, Mor U, Dori-Bachash M ….. Segal E, Elinav E.  Potential role of gut microbiome and metabolites in modulation of Amyotrophic Lateral Sclerosis.  Nature. 2019 Aug;572(7770):474-480 *Equal contribution 
  2. Suez J, Zmora N, Zilberman-Schapira G, Mor U, Dori-Bachash M, Bashiardes S ….  Segal E, Elinav E. Post-Antibiotic Gut Mucosal Microbiome Reconstitution Is Impaired by Probiotics and Improved by Autologous FMT. Cell. 2018 Sep 6;174(6):1406-1423
  3. Zmora N, Zilberman-Schapira G, Suez J, Mor U, Dori-Bachash M, Bashiardes S, Kotler E …. Halpern Z, Segal E, Elinav E. Personalized Gut Mucosal Colonization Resistance to Empiric Probiotics Is Associated with Unique Host and Microbiome Features. Cell. 2018 Sep 6;174(6):1388-1405.
Related Articles
winner