Μικροβίωμα: το απόλυτο φάρμακο;

Εσείς πόσους συγκατοίκους έχετε; Μη βιαστείτε να απαντήσετε έναν, δύο, τρεις (άντε τέσσερις ή πέντε) ή και κανέναν. Διότι εσείς, εμείς και όλοι μας έχουμε πολλούς, μα πάρα πολλούς μικροσκοπικούς συγκατοίκους, που μάλιστα τους παρέχουμε… δωρεάν στέγη εντός μας κουβαλώντας τους παντού και πάντοτε. Πρόκειται για μικροοργανισμούς που κατοικούν μέσα μας και οι οποίοι αποτελούν το μικροβίωμά μας. Αυτή η μικροχλωρίδα, που καλύπτει ολόκληρο τον οργανισμό μας, είναι πλουσιότερη στο δέρμα και στο έντερό μας. Σήμερα την τιμητική του σε αυτό το κείμενο έχει το μικροβίωμα του εντέρου, το οποίο αποτελεί το «κλειδί» του σπιτιού μας (που δεν είναι άλλο από το σώμα μας) το οποίο και ανοίγει την… πόρτα της υγείας ή αντιθέτως της ασθένειας.

Μια νέα μεγάλη μελέτη που δημοσιεύθηκε πριν από μερικές ημέρες (συγκεκριμένα την 1η Μαρτίου) στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση «Nature» από ερευνητές στο Ινστιτούτο Επιστήμης Γουάιτσμαν, που έχει την έδρα του στην πόλη Ρεχοβότ του Ισραήλ, περίπου 20 χιλιόμετρα νότια του Τελ Αβίβ, δείχνει ότι οι περιβαλλοντικοί παράγοντες είναι εκείνοι που επιδρούν πολύ περισσότερο στη σύνθεση και στη λειτουργία του μικροβιώματος του εντέρου μας παρά οι γενετικοί. Δείχνει με λίγα λόγια ότι η (ανα)τροφή του μικροβιώματός μας επικρατεί της φύσης. Με δεδομένο ότι, όπως θα διαβάσετε, η εντερική χλωρίδα φαίνεται από ολοένα και περισσότερα ερευνητικά στοιχεία πως αποτελεί ρυθμιστή για πλήθος νόσων, από τα μεταβολικά νοσήματα και τον καρκίνο ως τη ρευματοειδή αρθρίτιδα και τη νόσο του Πάρκινσον, αν τη…. θρέψουμε σωστά με τον τρόπο ζωής μας ίσως καταφέρουμε να αλλάξουμε την πορεία σοβαρών ασθενειών, οδηγώντας σε ύφεση των συμπτωμάτων τους ή και προλαμβάνοντάς τες. Το μικροβίωμα του εντέρου μας μπορεί λοιπόν να αποτελέσει το «φάρμακο» για μια καλύτερη και περισσότερη ζωή στο… σπίτι μας παρέα με τους συγκατοίκους μας (εντός και εκτός μας).

Για τη διεξαγωγή της μελέτης, στην οποία συμμετείχε το μεγαλύτερο δείγμα εθελοντών που έχει χρησιμοποιηθεί μέχρι σήμερα σε ό,τι αφορά την ανάλυση του ανθρώπινου μικροβιώματος του εντέρου, συνεργάστηκαν δύο ομάδες του Ινστιτούτου Γουάιτσμαν, αυτή του καθηγητή Εράν Ελινάφ από το Τμήμα Ανοσολογίας και εκείνη του καθηγητή Εράν Σίγκαλ από το Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών –συνολικά 70 ερευνητές εργάστηκαν πυρετωδώς και συνεχίζουν να εργάζονται επάνω στην αποκωδικοποίηση των μυστικών της εντερικής βακτηριακής χλωρίδας. Οπως εξηγεί στο «Βήμα» ο καθηγητής Ελινάφ, «διεξαγάγαμε ενδελεχή ανάλυση του εντερικού μικροβιώματος αλλά και του γονιδιώματος σε ένα δείγμα 1.000 ατόμων –πρόκειται για το μεγαλύτερο δείγμα που έχει χρησιμοποιηθεί σε ό,τι αφορά την ανάλυση του μικροβιώματος. Και επρόκειτο επίσης για ένα πολύ «ελκυστικό» από γενετικής απόψεως δείγμα: το Ισραήλ είναι ένα «ψηφιδωτό» πληθυσμών, βρίσκει κάποιος από εβραίους Ασκενάζι και αφρικανικούς πληθυσμούς ως Αραβες. Πρόκειται λοιπόν για τη… χαρά του γενετιστή όλη αυτή η γενετική ποικιλομορφία και ετερογένεια».

Οι ερευνητές είδαν μέσα από τη μελέτη ότι μπορούσαν να ομαδοποιήσουν γενετικώς τους εθελοντές με βάση την καταγωγή τους. Ταυτόχρονα όμως τα ίδια αυτά άτομα που γενετικώς ανήκαν στις ίδιες ομάδες διέθεταν εντελώς διαφορετικό μικροβίωμα, γεγονός που σημαίνει ότι το μικροβίωμα σε μεγάλο βαθμό δεν σχετιζόταν με το γενετικό υπόβαθρο. «Μελετήσαμε επίσης το μικροβίωμα ατόμων που έχουν εν μέρει ίδια γονίδια, όπως π.χ. οι γονείς και τα παιδιά τους, καθώς και ατόμων που ζουν μαζί αλλά δεν μοιράζονται κοινά γονίδια, όπως δύο σύντροφοι. Ανακαλύψαμε περισσότερες ομοιότητες μεταξύ αυτών που ζουν μαζί και προφανώς καταναλώνουν ίδιες τροφές, ακολουθώντας συγχρόνως γενικότερα παρόμοιο τρόπο ζωής χωρίς να έχουν κοινά (έστω κάποια) γονίδια, παρά μεταξύ ατόμων με κοινό γονιδιακό υπόβαθρο, όπως π.χ. ένας γονιός που μοιράζεται ως έναν βαθμό το γενετικό υλικό του με το παιδί του, αλλά ζουν χωριστά και τρώνε χωριστά».

Ποιοι είναι όμως οι περιβαλλοντικοί παράγοντες που μελέτησαν οι επιστήμονες και οι οποίοι φαίνεται ότι έχουν το «πάνω χέρι» σε ό,τι αφορά τη σύνθεση αλλά και τη λειτουργία του μικροβιώματος; Δεν ήταν μόνο η διατροφή αλλά και η άσκηση, το κάπνισμα, η λήψη φαρμάκων, τα μοτίβα του ύπνου, εξηγεί ο καθηγητής Ελινάφ. «Σε ό,τι αφορά τα δεδομένα σχετικά με τη διατροφή, «πατήσαμε» σε αναλυτικά στοιχεία τα οποία είχαμε εξαγάγει από μια τεράστια μελέτη σχετικά με τη διατροφή στο ίδιο δείγμα εθελοντών, το επονομαζόμενο «Personalised Nutrition Project» («Πρόγραμμα Εξατομικευμένης Διατροφής» σε ελεύθερη μετάφραση). Στο πλαίσιό της, μέσω μιας ειδικής εφαρμογής για «έξυπνα» κινητά που έχουμε δημιουργήσει, καταφέραμε να παρακολουθήσουμε τη διατροφή των εθελοντών λεπτό προς λεπτό σε καθημερινή βάση επί μία εβδομάδα: τι ακριβώς έτρωγαν, πότε ακριβώς έτρωγαν, πού έτρωγαν. Ετσι δημιουργήσαμε μια τεράστια βάση δεδομένων η οποία αποτέλεσε και το κύριο «εργαλείο» μας για εξέταση της σχέσης μεταξύ διατροφής και μικροβιώματος».

Ολη αυτή η εξονυχιστική ανάλυση έδειξε στους ερευνητές ότι αυτά που… ταΐζουμε τα βακτήρια του εντέρου μας και ο τρόπος που ζούμε παίζουν πολύ σημαντικότερο ρόλο από τη γενετική κληρονομιά μας. «Με βάση τα ευρήματά μας, η συνεισφορά των γονιδίων στη σύνθεση αλλά και στη λειτουργία του μικροβιώματος του εντέρου δεν ξεπερνά το 2% ως 5%. Τον κυρίαρχο ρόλο κρατά το περιβάλλον».

Το εύρημα αυτό γεννά πολλές ελπίδες. Αν το μικροβίωμα επηρεάζεται τόσο πολύ από το περιβάλλον και λαμβάνοντας υπ’ όψιν ότι παίζει πολύ σημαντικό ρόλο σε πλήθος λειτουργιών του ανθρώπινου οργανισμού, όπως δείχνουν ολοένα και περισσότερα επιστημονικά στοιχεία, ίσως αν τροποποιήσουμε κάποιους από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες θα επιδράσουμε στο μικροβίωμά μας και θα τροποποιήσουμε με αυτόν τον τρόπο την εξέλιξη διαφορετικών νόσων.

Ποιων νόσων όμως; Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια το μικροβίωμα έχει φανεί ότι αποτελεί ρυθμιστή σε ό,τι αφορά την υγεία όσο και την ασθένεια. Ο καθηγητής Ελινάφ αναφέρει ότι στο πλαίσιο της νέας μελέτης οι ερευνητές έθεσαν ένα άλλο σημαντικό ερώτημα που αφορούσε το εάν τα γονίδια μαζί με το περιβάλλον «συνεργάζονται» ώστε να επηρεαστούν διαφορετικά ανθρώπινα χαρακτηριστικά, όπως π.χ. το ύψος, η χοληστερόλη ή τα επίπεδα σακχάρου. «Σε ό,τι αφορούσε χαρακτηριστικά όπως το ύψος, η μελέτη έδειξε ότι τα γονίδια είναι εκείνα που έχουν τον πρώτο λόγο, όπως ήταν αναμενόμενο. Ωστόσο, σε ό,τι αφορούσε τα μεταβολικά χαρακτηριστικά ενός ανθρώπου, όπως το βάρος, τα επίπεδα σακχάρου κ.ά., είδαμε κάτι πολύ ενδιαφέρον, ότι το μικροβίωμα επιδρά σημαντικότατα σε αυτά, σημαντικότερα από τα γονίδια. Είδαμε επίσης ότι η επίδραση των δύο παραμέτρων λειτουργεί αθροιστικά». Ποια είναι η «μετάφραση» αυτής της δήλωσης για όλους εμάς τους κοινούς θνητούς; Υπάρχει ένα πλήθος μεταβολικών παραγόντων που συμβάλλουν στην εμφάνιση νόσων όπως ο διαβήτης, η παχυσαρκία, οι καρδιοπάθειες, το λιπώδες ήπαρ. Πιθανότατα η τροποποίηση του μικροβιώματος μπορεί να σημάνει και την τροποποίηση των παραγόντων αυτών και ως εκ τούτου να αλλάξει την έκβαση των εν λόγω νόσων.

Ο κατάλογος όμως των ασθενειών που φαίνεται να σχετίζονται με τα «παντοδύναμα» βακτήρια του εντέρου μας συνεχώς μεγαλώνει, καθώς διαφορετικές ερευνητικές ομάδες ανά τον κόσμο φέρνουν στο φως συνδέσεις που κάποιες φορές μοιάζουν αναπάντεχες. Οπως μας λέει ο καθηγητής, «στοιχεία δείχνουν ότι το εντερικό μικροβίωμα επιδρά σε διάφορες φλεγμονώδεις νόσους, όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου, αλλά και σε αυτοάνοσα νοσήματα, τα οποία μάλιστα «χτυπούν» όργανα και συστήματα πολύ μακριά από το σημείο όπου «ζουν» τα βακτήρια του εντέρου. Για παράδειγμα, αυτοάνοσα νοσήματα όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα ή ο λύκος φαίνεται μέσα από μελέτες που έχουν δει το φως της δημοσιότητας το τελευταίο διάστημα ότι πιθανώς επηρεάζονται από το μικροβίωμα του εντέρου. Ενδιαφέροντα πρόσφατα στοιχεία δείχνουν σύνδεση του μικροβιώματος του εντέρου ακόμη και με τον καρκίνο, τόσο σε ό,τι αφορά την ανάπτυξη και την εξέλιξή του όσο και την απόκριση των ασθενών σε διαφορετικούς χημειοθεραπευτικούς παράγοντες. Μάλιστα εκτιμάται από κάποιους επιστήμονες ότι η ανάλυση του μικροβιώματος ενός ασθενούς μπορεί να δείξει αν αυτός θα ανταποκριθεί ή όχι σε διαφορετικά χημειοθεραπευτικά σχήματα».

Η επίδραση του μικροβιώματος του εντέρου πιθανώς φθάνει ως και στον εγκέφαλο! Αλλωστε, ολοένα και περισσότερες μελέτες δείχνουν ότι το έντερό μας αποτελεί ουσιαστικά τον δεύτερο εγκέφαλό μας, ο οποίος βρίσκεται σε συνεχή επικοινωνία και «συνομιλία» με εκείνον που είναι κλεισμένος στο… κεφάλι μας. Ο δρ Ελινάφ επισημαίνει ότι «πειράματα σε ζώα μαρτυρούν ότι υπάρχει κάποιου είδους επικοινωνία μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου με «μεσάζοντες» τα εντερικά βακτήρια. Είναι χαρακτηριστικό ότι σε μοντέλα ζώων έχει αποδειχθεί ότι ορισμένα βακτήρια της εντερικής χλωρίδας παράγουν μεταβολίτες, οι μικρότεροι από τους οποίους»κολυμπούν» μέχρι τον εγκέφαλο, εισέρχονται σε αυτόν και σχετίζονται με ασθένειες όπως η νόσος Πάρκινσον. Πρόκειται βέβαια για πρώιμα ευρήματα που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης, ωστόσο, σε κάθε περίπτωση, δείχνουν ότι το μικροβίωμα του εντέρου μπορεί πιθανότατα να επηρεάσει σημεία του οργανισμού τα οποία βρίσκονται πολύ μακριά από εκείνο».

Αν όντως είναι έτσι τα πράγματα, αν αποδειχθεί ότι το εντερικό μικροβίωμα αποτελεί τόσο σημαντικό ρυθμιστή της υγείας ολόκληρου του σώματος, τότε θα ήταν δυνατόν στο μέλλον η παρέμβαση σε αυτό να χαρίσει θεραπεία διά πάσαν νόσον; Δεν είναι τόσο απλή η απάντηση, κατά τον ερευνητή. Και αυτό διότι δεν πρέπει αρχικώς να ξεχνάμε πως το μικροβίωμα του καθενός μας είναι τόσο μοναδικό όσο μοναδικοί είμαστε και εμείς. «Διαφορετικοί άνθρωποι έχουν διαφορετικό μικροβίωμα του εντέρου τόσο σε ό,τι αφορά τη σύσταση όσο και τη λειτουργία του. Αυτό, τουλάχιστον ως έναν βαθμό, εξηγεί και γιατί άτομα με το ίδιο πρόβλημα υγείας, για παράδειγμα με μεταβολικό σύνδρομο, δεν εμφανίζουν ίδια βαρύτητα νόσου και ίδιες εκδηλώσεις. Κάποιος με μεταβολικό σύνδρομο μπορεί να είναι παχύσαρκος, κάποιος άλλος παχύσαρκος αλλά και διαβητικός, κάποιος τρίτος μπορεί να έχει τους παράγοντες του μεταβολικού συνδρόμου χωρίς όμως σοβαρές εκδηλώσεις. Ετσι δεν μπορεί να είναι και η παρέμβαση που πιθανώς θα γίνεται μελλοντικά στο μικροβίωμα ίδια για όλους, αλλά εξατομικευμένη. Θα πρέπει δηλαδή να προχωράμε σε «χαρτογράφηση» και αλληλούχηση του μικροβιώματος του κάθε ατόμου και με βάση τη συγκεκριμένη ανάλυση να προβαίνουμε σε τροποποιήσεις της εντερικής χλωρίδας του».

Το ένα ερώτημα γεννά το άλλο και το επόμενο εύλογο ερώτημα είναι πώς θα μπορούσε να επιτευχθεί η εξατομικευμένη αλλαγή της βακτηριακής χλωρίδας του κάθε ανθρώπου. «Οπως έχει δείξει η μεγάλη συνεχιζόμενη μελέτη μας «Nutrition Project», ακόμη και οι συμβουλές διατροφής πρέπει να είναι πλήρως εξατομικευμένες. Παράλληλα θα μπορούσε να γίνεται λήψη προβιοτικών «κομμένων και ραμμένων» με βάση τις ανάγκες του κάθε ατόμου. Μια άλλη λύση θα αφορούσε τη… μεταφορά ολόκληρου του μικροβιώματος ενός δότη σε έναν λήπτη μέσω της μεταμόσχευσης κοπράνων. Σε κάθε περίπτωση ο κοινός παρονομαστής όλων των προσεγγίσεων είναι η εξατομικευμένη αντιμετώπιση με βάση τα γονίδια, το μικροβίωμα και τον τρόπο ζωής και διατροφής του καθενός».

Και οι γενικές συμβουλές που συνήθως δίνονται στον πληθυσμό, όπως ότι το γιαούρτι κάνει καλό, είναι άχρηστες; «Δεν μπορούμε να πούμε ότι το γιαούρτι είναι μια «κακή» τροφή σε καμία περίπτωση. Είναι όμως ρομαντικό να πιστεύουμε ότι μέσα από τέτοιες γενικόλογες συμβουλές θα υπάρξει αποτέλεσμα. Για παράδειγμα, όλες αυτές οι γενικές, απλοποιημένες συστάσεις που πάνε «πακέτο» επί δεκαετίες με τις δίαιτες φαίνεται να έχουν αποτύχει παταγωδώς, όπως αποδεικνύουν τα παγκόσμια ποσοστά παχυσαρκίας που συνεχώς αυξάνονται» αποκρίνεται ο καθηγητής Ανοσολογίας του Γουάιτσμαν.

Εχοντας ως στόχο να προσφέρει επιτυχίες στις μέχρι σήμερα παταγώδεις αποτυχίες προς όφελος της υγείας του παγκόσμιου πληθυσμού, η ερευνητική ομάδα συνεχίζει πυρετωδώς την έρευνά της προς πολλές κατευθύνσεις, πάντα με βάση της το μικροβίωμα, μας πληροφορεί ο καθηγητής Ελινάφ. «Η ομάδα μου, σε στενή συνεργασία με εκείνη του καθηγητή Σίγκαλ, «βουτά» σε διαφορετικές πτυχές του μικροβιώματος και της σύνδεσής του με πολλές νόσους. Μαζί εξερευνούμε τη σύνδεση τόσο με μεταδοτικές νόσους όπως η γαστρεντερίτιδα, όσο και με φλεγμονώδεις νόσους όπως η νόσος του Crohn. Εχουμε επίσης μελέτες σχετικά με τη σύνδεση του μικροβιώματος με μορφές καρκίνου και συγκεκριμένα με τον καρκίνο του παχέος εντέρου και του ορθού καθώς και με μορφές που αφορούν το γεννητικό και το ουροποιητικό σύστημα –κυρίως σε ό,τι αφορά την εξατομίκευση των αντικαρκινικών θεραπειών. Να σημειώσουμε ότι και πολλές άλλες ομάδες μελετούν τη σύνδεση μικροβιώματος και καρκίνου και έχουν ήδη εξαγάγει πολύ ενδιαφέροντα αποτελέσματα ακόμη και για καρκίνους όπως το μελάνωμα, την πιο επιθετική μορφή καρκίνου του δέρματος. Επίσης τρέχουμε ένα πρόγραμμα διερεύνησης της σύνδεσης μεταξύ εγκεφάλου και εντέρου. Σκοπός είναι να έχουμε όσο πιο σύντομα γίνεται εφαρμόσιμα στους ανθρώπους αποτελέσματα».

Και βέβαια, αυτό που ενδιαφέρει τον καθένα… εξατομικευμένα αλλά και όλους μας είναι το πότε αυτά τα εφαρμόσιμα αποτελέσματα θα αποτελέσουν γεγονός. «Παρότι το πεδίο είναι σχετικά νέο –μόλις την τελευταία δεκαετία ασχολούνται οι επιστήμονες τόσο ενδελεχώς με το μικροβίωμα του εντέρου -, έχουμε ήδη στα χέρια μας συναρπαστικά ευρήματα και πολλή νέα γνώση. Εκτιμώ λοιπόν ότι μέσα στα επόμενα πέντε ως δέκα χρόνια θα δούμε πράγματα που θα μας εκπλήξουν και πιθανώς θα αλλάξουν τις ζωές πολλών ανθρώπων με γνώμονα το μικροβίωμα. Ελπίζω ότι στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον θα δούμε συγκεκριμένες παρεμβάσεις στη βακτηριακή χλωρίδα του εντέρου, οι οποίες θα αλλάξουν και την πορεία πλήθους νόσων» λέει ο καθηγητής.

Υστερα από όλα αυτά, μπορούμε τελικώς να πούμε ότι το μικροβίωμά μας και η τροποποίησή του θα αποτελέσουν το «φάρμακο» για πολλά δεινά του ανθρώπινου οργανισμού; Αυτή είναι η πεποίθηση του ερευνητή. «Το μικροβίωμά μας είναι ένα τεράστιο οικοσύστημα ιών και βακτηρίων, αλλά είναι επίσης και ένα τεράστιο βιοχημικό εργοστάσιο καθώς τα βακτήρια παράγουν ή τροποποιούν δεκάδες χιλιάδες μεταβολίτες –εκτιμούμε περί τους 50.000-100.000 -, οι οποίοι με τη σειρά τους, τουλάχιστον στην πλειονότητά τους, μπορούν να ταξιδέψουν στο σώμα και να επιδράσουν με διαφορετικούς τρόπους σε αυτό. Ετσι, με βάση τη νέα γνώση ανοίγει ο δρόμος για την ανάπτυξη πολλών καινούργιων κατηγοριών φαρμάκων για διαφορετικές ασθένειες. Υπό αυτή την έννοια το μικροβίωμα είναι φάρμακο ή μάλλον η βάση πολλών νέων φαρμάκων».

Και όχι μόνο αυτό. Ισως στο μέλλον το μικροβίωμα αποτελέσει εκτός από… θεραπεία και προληπτική στρατηγική προβλέποντας τον κίνδυνο εμφάνισης νόσων, σημειώνει ο καθηγητής. Οπως εξηγεί, θα είναι δυνατόν να προβλέπονται με βάση το μικροβίωμα διαφορετικές παράμετροι υγείας, όπως τα επίπεδα σακχάρου ή χοληστερόλης, και τελικώς ο κίνδυνος εμφάνισης νόσων όπως οι καρδιοπάθειες ή ο διαβήτης. «Με ένα δείγμα αίματος και ένα δείγμα κοπράνων ελπίζουμε ότι θα γίνεται πρόβλεψη του κινδύνου εμφάνισης σοβαρών ασθενειών, γεγονός σημαντικό, αφού έτσι θα μπορούμε να δράσουμε προληπτικά και να αποφύγουμε την εκδήλωσή τους».

Ποιο είναι τελικά το μήνυμα αυτής της μελέτης που μας αφορά κυριολεκτικά όλους; Οτι δεν γεννιόμαστε με το μικροβίωμά μας ,αλλά το φτιάχνουμε κυρίως μέσω του τρόπου ζωής μας. Και αν μέχρι σήμερα…. πήραμε τη ζωή μας λάθος, ας αλλάξουμε ζωή και μαζί το μικροβίωμα του εντέρου μας. Για το καλό μας.

Η δίαιτα του… μικροβιώματος

(ή πώς μπορεί κάποιος να αδυνατίσει τρώγοντας σοκολάτα και παγωτό!)

Μια μεγάλη συνεχιζόμενη μελέτη των δύο ομάδων του Ινστιτούτου Γουάιτσμαν, δεδομένα της οποίας μάλιστα χρησιμοποιήθηκαν και στη δημοσίευση του «Nature» σχετικά με το μικροβίωμα, είναι αυτή της εξατομικευμένης διατροφής, το αποκαλούμενο «Personalised Nutrition Project». Μάλιστα στο πλαίσιο της μελέτης, το 2016 μια ρεπόρτερ του BBC ταξίδεψε ως το Ινστιτούτο στο Ισραήλ, υπεβλήθη στις αναλυτικές εξετάσεις του μικροβιώματός της μέσω δείγματος κοπράνων το οποίο έδωσε και έλαβε πλάνο διατροφής «κομμένο και ραμμένο» στα (βακτηριακά) μέτρα της. Ενα πλάνο άκρως ενδιαφέρον αφού περιελάμβανε ακόμα και παγωτό ή σοκολάτα, καθώς οι αναλύσεις έδειξαν ότι οι συγκεκριμένες, γενικώς απαγορευμένες στις δίαιτες, τροφές δεν προκαλούν αύξηση του σακχάρου στον οργανισμό της. Οπως μάλιστα μας πληροφορεί ο καθηγητής Ελινάφ, η ρεπόρτερ έχασε πολλά κιλά με βάση το εξατομικευμένο διατροφικό πλάνο της επιστημονικής ομάδας (περισσότερες λεπτομέρειες για την εμπειρία της μπορείτε να βρείτε στην ηλεκτρονική διεύθυνση https://www.bbc.com/news/magazine-35193414).

Γιατί κάνουμε αναφορά σε αυτή τη μελέτη; Διότι, σύμφωνα με τον δρα Ελινάφ, αποδεικνύει για άλλη μία φορά πόσο μοναδικός είναι ο καθένας μας και πόσο ρόλο παίζει στο βάρος μας το εξίσου μοναδικό εντερικό μικροβίωμά του. «Υπάρχουν βέβαια πάντα οι συμβουλές υγιεινής διατροφής που μας αφορούν όλους: για παράδειγμα, τα τρανς λιπαρά οξέα δεν είναι καλά για τον οργανισμό. Ωστόσο ακόμα και σε ό,τι αφορά αυτή τη γενική συμβουλή υπάρχουν διαφοροποιήσεις μεταξύ ανθρώπων. Δεν κάνουν το ίδιο κακό σε όλους τα τρανς λιπαρά. Επίσης και ένα γλυκό δεν κάνει το ίδιο κακό σε όλους. Κάποιος μετά την κατανάλωσή του θα δει τα επίπεδα σακχάρου να εκτοξεύονται αμέσως σε επίπεδα έως και διαβητικά, ενώ σε κάποιον άλλον δεν θα υπάρξει σχεδόν καμία αύξηση. Και όλα αυτά τα είδαμε ύστερα από εξονυχιστικότατη ανάλυση. Φανταστείτε ότι έχουμε στα χέρια μας δεδομένα για περίπου 100.000 γεύματα και την επίδρασή τους στον οργανισμό, για την ακρίβεια στους τόσους διαφορετικούς οργανισμούς. Οι διαφοροποιήσεις είναι τεράστιες μεταξύ ανθρώπων ακόμα και αν καταναλώσουν ακριβώς τις ίδιες τροφές σε ακριβώς τις ίδιες ποσότητες». Ο καθηγητής επισημαίνει ότι οι τόσο μεγάλες αυτές διαφοροποιήσεις συνεχίζουν να αποτελούν έναν γρίφο για τους επιστήμονες. «Είναι λίγο η υπόθεση του αβγού και της κότας. Δεν ξέρουμε, για παράδειγμα, αν κάποιος με παχυσαρκία έχει παχυσαρκία επειδή εμφανίζει συγκεκριμένη σύνθεση μικροβιώματος ή αν η σύνθεση του μικροβιώματός του είναι το αποτέλεσμα της παχυσαρκίας του. Ωστόσο το σίγουρο είναι πως το μικροβίωμα κατέχει σημαντική θέση σε πλήθος διεργασιών του ανθρώπινου οργανισμού».

Τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση στην υπηρεσία των ερευνητών

Πολλές διαφορετικές και προηγμένες τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν στο πλαίσιο της νέας μελέτης προκειμένου να εξαχθούν τα τόσο ενδιαφέροντα ευρήματά της. Οπως εξηγεί στο «Βήμα» ο δρ Ομερ Βάισμπροντ, εκ των κύριων συγγραφέων της μελέτης από το εργαστήριο του καθηγητή Εράν Σίγκαλ που ανήκει στο Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Ινστιτούτου Επιστήμης Γουάιτσμαν, ακόμα και η τεχνητή νοημοσύνη ετέθη στην υπηρεσία της ομάδας. «Κατ’ αρχάς πρέπει να εξηγήσουμε ότι σε αυτή τη μελέτη κινηθήκαμε εκ διαμέτρου αντίθετα από τις άλλες μελέτες του είδους. Οι προηγούμενες μελέτες διερευνούσαν τη σύνδεση συγκεκριμένων γονιδίων με συγκεκριμένα βακτήρια του μικροβιώματος. Εμείς ακολουθήσαμε μια πιο ολιστική προσέγγιση. Εντοπίσαμε στατιστικά μοτίβα στα δεδομένα που συνέδεαν το μικροβίωμα με τα γονίδια προκειμένου αρχικώς να ανακαλύψουμε αν δύο άτομα που είναι “κοντά” γενετικώς έχουν και παρόμοιο μικροβίωμα. Ουσιαστικώς καταγράψαμε τα εκατομμύρια “γράμματα” του γενετικού κώδικα του κάθε εθελοντή, καθώς και όλα τα είδη βακτηρίων του μικροβιώματος του εντέρου του – προχωρήσαμε δηλαδή τόσο σε αλληλούχηση του DNA του όσο και σε αλληλούχηση όλων των γονιδίων του μικροβιώματός του μέσω της ανάλυσης δείγματος κοπράνων – και είδαμε μέσα από συγκρίσεις αν άτομα που έχουν πολλά “γράμματα” κοινά έχουν και πολλά κοινά είδη βακτηρίων. Μέσα από αυτή την ανάλυση ανακαλύψαμε ότι ο γενετικός παράγοντας δεν παίζει τόσο σημαντικό ρόλο στη σύνθεση του μικροβιώματος».

Στο δεύτερο σκέλος της μελέτης διερευνήθηκε πώς το μικροβίωμα επιδρά σε διαφορετικά ανθρώπινα χαρακτηριστικά – από το ύψος ως τα επίπεδα χοληστερόλης. Φάνηκε ότι κάποια χαρακτηριστικά όπως η περίμετρος της κοιλιάς, τα επίπεδα γλυκόζης, ο Δείκτης Μάζας Σώματος (ΔΜΣ) συνδέονται στενά με τα βακτήρια του εντέρου. Και σε αυτό το σκέλος χρησιμοποιήθηκε μια γενικευμένη προσέγγιση εντοπισμού στατιστικών μοτίβων στα δεδομένα με τη χείρα βοηθείας της τεχνητής νοημοσύνης και της μηχανικής μάθησης. «Ο υπολογιστής ανακάλυπτε τα στατιστικά μοτίβα – για παράδειγμα, ότι ο συνδυασμός κάποιων συγκεκριμένων τύπων βακτηρίων συνδέεται με ΔΜΣ 22. Οι συνδυαστικές πράξεις που έπρεπε να γίνουν ήταν άκρως πολύπλοκες και σε αυτό το σημείο οι υπολογιστές μάς έλυσαν τα χέρια» καταλήγει ο ερευνητής.

ΠΑΧΥΣΑΡΚΙΑ – ΔΙΑΒΗΤΗΣ

Φως στον φαύλο κύκλο των λοιμώξεων και των φλεγμονών

Η άκρως παραγωγική ομάδα του Ινστιτούτου Γουάιτσμαν προχώρησε μόλις την εβδομάδα που μας πέρασε σε άλλη μία δημοσίευση, αυτή τη φορά στην έγκριτη επιθεώρηση «Science», στην οποία ρίχνει φως στις λοιμώξεις και στις χρόνιες φλεγμονές που εμφανίζουν συχνά τα άτομα με παχυσαρκία και διαβήτη. Μαντέψτε τι κρύβεται πίσω τους. Ναι, καλά μαντέψατε, το μικροβίωμα του εντέρου. Οπως εξηγεί μιλώντας στο «Βήμα» ο καθηγητής Ελινάφ, «τα άτομα με παχυσαρκία εμφανίζουν συχνά λιπώδη διήθηση του ήπατος η οποία είναι μια φλεγμονώδης κατάσταση. Συγχρόνως τα παχύσαρκα άτομα αλλά και τα άτομα με διαβήτη παρουσιάζουν πολύ συχνά λοιμώξεις, κυρίως του γαστρεντερικού συστήματος. Μέχρι σήμερα δεν γνωρίζαμε το γιατί. Τώρα ανακαλύψαμε έναν ολόκληρο μηχανισμό που οδηγεί σε αυτά τα προβλήματα. Είδαμε συγκεκριμένα ότι τα υψηλά επίπεδα γλυκόζης που εμφανίζουν οι ασθενείς “σπάνε” τον φυσικό φραγμό που χωρίζει τα βακτήρια της εντερικής χλωρίδας από τα κύτταρα του εντέρου. Ετσι, οι μεταβολίτες που παράγονται από τα βακτήρια διεισδύουν στα κύτταρα προκαλώντας φλεγμονές και λοιμώξεις. Εντοπίζοντας τον μηχανισμό αυτόν, εντοπίσαμε και σημεία τα οποία μπορούν να αποτελέσουν στόχους για φαρμακευτική παρέμβαση. Αν καταφέρουμε να παρέμβουμε στο μονοπάτι που ανακαλύψαμε και το οποίο οδηγεί στον φαύλο κύκλο των λοιμώξεων και των φλεγμονών, θεωρούμε ότι θα σταματήσουμε την καταστροφή του φραγμού και τελικώς τις επιπλοκές».