Трансплантирането на микроорганизми е следващият блокбастър - топмилиардери като Бил Гейтс и Марк Зукърбърг влагат пари в биотехнологични компании, които разработват микробиомни терапии, казва доц. Сотир Марчев - началник на Клиниката по кардиология в Медицинския инстутит на МВР. Почетен член (FESC) е на Европейското кардиологично дружество. Републикански консултант по кардиология. Има придобити специалности по вътрешни болести, кардиология и здравен мениджмънт. Член е на управителния съвет на Българската асоциация по ултразвук в медицината. Притежава европейска акредитация по ехокардиография. Специализирал е във Виена, Белград и Осака. Защитил е кандидатска дисертация в областта на тъканната доплерехокардиография и докторска дисертация върху стрес индуцираната кардиомиопатия. Дългогодишен член на лигата “Лекарите, на които вярваме”.
- Доц. Марчев, вие сте кардиолог, защо избрахте да участвате в научния форум “Артериале 2020” с тема за бактериите?
- Ролята на микробиома в човешкото здраве е най-предизвикателната мишена в медицината през последните 10-15 години. Оказа се, че хората сме съставени от приблизително еднакъв брой човешки клетки и клетки на микроорганизми – предимно бактерии и техните вируси, но също и гъби, едноклетъчни. Тези микроорганизми живеят върху нашата кожа, в горните дихателни пътища, пикочната и половата система, и най-много представители имат в червата. Образно казано, ние сме един подвижен зоопарк. Покрити сме с невидим свят от микроорганизми с безкрайно сложни взаимоотношения помежду си и с нашия организъм.
Над 50 000 научни труда са изследвали задълбочено ефектите на микробиома. Изглежда, че различните видове бактерии в червата потискат или стимулират имунните реакции в организма и така се борят с болестотворните микроби. Очаква се това ново разбиране за взаимодействието между бактериалните и човешките клетки да доведе до пробивни лечения.
- За кои болести?
- От логичните във връзка с тяхното местообитание заболявания на стомаха и червата и хранителните алергии до изненадващи като терапии за рак и аутизъм. Идеята е чревни бактерии да се използват като лекарства. Такива медикаменти вече са в процес на разработка. Очакват се множество нови терапии, които ще намалят човешкото страдание и при успех ще генерират огромни печалби за пионерите в тези бързо увеличаващи се биотехнологични компании стартъпи.
- Реалистични ли са прогнозите?
- Реалисти ли са Бил Гейтс, Марк Зукърбърг, Марк Бениоф? Не само те, и други милиардери в топ 25 в света влагат пари в стартиращи компании за лекарства от микробиома и правят дарения в подкрепа на изследванията на големите американски университети, коити работят по темата.
Следващите блокбъстъри - така “Форбс” нарича лекарствата от чревни бактерии в една току-що публикувана обширна статия.
- С какви аргументи?
- Цитират се сериозни проучвания. Когато учените прехвърлили клетките на микробиома на червата от затлъстели мишки в слаби мишки, слабите натрупали тегло. Списанието прогнозира, че ново лекарство за затлъстяване на тази основа може да донесе над 20 млрд. долара печалба.
Друго проучване при пациенти с най-агресивния рак на кожата – меланом, показва, че на имунотерапията отговарят най-добре тези, които имат най-голямо разнообразие на чревните бактерии.
Съобщават се дори “допинг” ефекти – мишки, инжектирани с чревни бактерии на маратонци, започват да бягат на по-големи разстояния.
В рандомизирано проучване след фекална трансплантация се възстановяват 94% от хората с рецидивираща инфекция с потенциално смъртоносната бактерия клостридиум дифициле. Примерите за успешно лечение чрез микробиом са много и очевидно се оценяват добре от милиардерите с интуиция за бъдещите блокбъстъри.
- Знанията за микробиома са сравнително нови и все още скромни, колко стар е той?
- Микроорганизмите, които съставят невидимия свят във и върху човека, еволюционно са по-стари от нас. Афористично може да се каже, че ние сме се появили в тях, а не те в нас. Гените на всички микроорганизми в нас се нарича микрогеном. Стандартът да работим със сумата от тези гени се появи с новите методи на изследване на бактериите.
Навремето, а и сега основният метод за разкриване на бактериите в лабораториите е чрез посяване на хранителна среда, за да се наблюдава какви колонии се развиват. Но вече има начин бактериите да се “смилат” и се изследва само тяхната нуклеинова киселина. По нея се съди какви бактерии е имало в микса.
При този нов метод не е нужно в момента на изследването бактерията да е жива. Може да се установи дори микрогеномът на предци на човека на десетки хиляди години, открити при археологически разкопки. Бактериите са загинали заедно с организма, но се е запазила тяхната нуклеинова киселина. Така се разбра, че първобитните хора са имали доста по-различен микрогеном от нашия.
- С микробиом ли се раждаме?
- В утробата на майката плодът е стерилен. Но по време на бременността в организма ѝ настъпват много промени. Една от тях е, че се променят бактериите в родовите пътища. При естествено раждане се “заразяваме” с подготвените за нашето раждане променени бактерии. Те колонизират стомашно-чревната ни система. Принципно новороденото не може да усвоява пълноценно всички съставки на майчиното мляко. Естествено придобитите по време на раждането бактерии “разцепват” тези продукти до усвоими от бебето хранителни вещества. Когато детето идва на бял свят с цезарово сечение, не притежава майчин родов микробиом. То “прихваща” микроорганизмите от кожата ѝ, от персонала и болничната среда, които не съдействат за усвояването на майчиното мляко.
С растежа микробиомът на всеки човек се променя. Децата, които живеят в селска среда, се срещат с по-разнообразни микроорганизми, имат по-богат микробиом и по-рядко развиват алергии за разлика от връстниците си, отглеждани в стерилна градска среда. Има данни, че децата с бронхиална астма, които имат един вид бактерии в горните дихателни пътища, по-рядко получават пристъпи и те са по-леки в сравнение с пристъпите на децата с друг микробиом.
- Къде се пресичат темите за микробиома и хипертонията?
- Бактериите в нас имат значение и за нашето артериално налягане. Връзката е азотният окис, който е най-мощният вазодилататор, т.е. има способност да разширява кръвоносните съдове. В растителните храни има неорганични нитрати. Растенията се нуждаят от азот и го абсорбират от почвите. При едни бактерии в устната кухина азот, свързан с три кислородни молекули, се преобразува в азот с две кислородни молекули и в тялото от него се образува азотен окис. Така едни видове бактерии в устата ни съдействат в тялото да има повече азотен окис. Това е логичното обяснение защо здравето на устата е свързано със сърдечното здраве. Неслучайно джамбазите съдят за здравето и за възрастта на коня по зъбите. Кардиолозите също знаем от опит, че пациентите с лошо състояние на зъбите по-често имат сърдечносъдови проблеми.
При чревния микробиом връзката със сърдечното здраве става още по-значима заради натрия, който приемаме основно с готварската сол или казано с химическа формула - натриевия хлорид. Нивото на натрия в тялото зависи от излъчването му от организма чрез бъбреците. Но също и от това колко натрий ще постъпи в тялото, а в този процес се намесват чревните бактерии. Бактериите, които лимитират пропускливостта на червата на сол, определят колко е чувствителен към солта човекът. Здравословните растителни храни, богати на естествени влакна - фибри, упражняват благоприятното си влияние чрез бактериите в нашите черва, а не директно.
- Какъв е механизмът?
- Хората нямаме ензими директно да “разцепваме” структурата на фибрите, това го правят чревните бактерии. Когато в червата постъпват растителни влакна, бактериите ги преобразуват до късоверижни летливи мастни киселини – ацетат, бутират, пропионат. Тези мастни киселини регулират множество жизнени процеси, сред които и кръвното налягане. Ако не ядем храни с фибри, не се образуват “късите” мастни киселини и това се отразява на артериалното ни налягане.
Ако не осигуряваме храна на нашия микробиом, разбирайте фибри, бактериите намаляват, а тези, които оцеляват, се насочват към мукусния слой на червата и волю-неволю започват да се хранят с нас.
Друг неблагоприятен фактор е алкохолът. Не е случайно, че се използва за стерилизация в медицината. Това му качество се проявява и в стомаха върху микрофлората.
Установено е, че колкото по-голямо разнообразие на бактерии има в червата на човека, толкова по-здрав е той. За вагината обаче е обратното - наличието на малко видове бактерии извън специфичните са маркер за здраве.
Като цяло здравословните неща се отразяват добре на микробиома, а нездравословните го увреждат. Правилото важи не само за нещата, които ядем и пием, влияе дори физическата активност.
Така например тренираният маратонец има добри постижения благодарение на взаимодействието на неговите клетки и бактерии в червата. При тренировките в кръвта на маратонеца се образува лактат, който преминава кръвно-чревната бариера и попада в кухината на червата. Там определени бактерии конвертират лактата в пропионат, който се резорбира обратно, отива в мускулите и на свой ред води до подобряване на постиженията.
Има проучване, което установява, че дори само по микробиома може да се изчисли шансът конкретен човек да живее повече от 15 години от момента на изследването. Излиза, че продължителността на живота на човека може да бъде предсказана без никакъв медицински преглед!
- Какви закономерности действат?
- Различните здравни състояния корелират с различни микробиоми, като връзката е двупосочна. Здравето ни влияе на микробиома и микробиомът влияе на здравето ни.
Излезе проучване, че хората без хипертония и депресия имат един микробиом, хипертониците с депресия - друг, хипертониците без депресия - трети. Оказа се, че съществуват зависимости между чревната ни флора, кръвното налягане, психиката и теглото ни.
- Как се е установило?
- За нуждите на науката се произвеждат стерилни опитни линии. Например, за да произведем стерилна кокошка, едно яйце се дезинфектира и се слага в стерилен инкубатор, сравнително лесно е. За стерилна мишка е по-сложно - трябва да се родят с цезарово сечение и да се отглеждат в стерилна среда, след което да се кръстосват и да се получи стерилна линия мишки. Така науката научава какво се случва на стерилните животни, които нямат микробиом.
Първо, те лошо усвояват храната - ядат, но не наддават нормално на тегло, имат нарушения в имунитета и в нервното развитие, но са живи и се размножават.
Второ, тези стерилни линии са добра основа за някои фрапантни експерименти, които бяха направени. Ако се вземат бактерии от червата на хора с наднормено тегло, размножат се извън тялото и се инжектират на стерилни линии мишки, те напълняват, без да им се променя начинът на хранене.
Същият експеримент е правен с микробиом на хипертоници. Въпреки че не се променя нищо в начина на отглеждане на мишките, след инжектирането на “хипертоничен” микробиом те започват да повишават артериалното си налягане.
Като трета част от експеримента е взет микробиом от деца с аутизъм и след инжектирането му в стерилната линия мишки те развиват поведенчески отклонения.
Излиза, че можем да трансферираме фенотипи - наднормено тегло, хипертония, аутизъм, чрез трансплантация на микробиом. Трансплантацията на чревни бактерии е по-сложна от кръвопреливането – внесените в организма бактерии трябва да достигнат нужния участък в червата, без да бъдат унищожени по пътя. Това се постига, като се пакетират в специални капсули или се внасят с колоноскоп или ректоскоп.
Зависимостите между здравето ни и микроорганизмите ни не са причинно-следствени връзки, а двупосочни въздействия. Има много научни статии, които доказват, че ако приятелите ти са дебели, е много вероятно и ти да си дебел; че ако живееш с дебел партньор, е много по-сигурно, че и ти ще се закръглиш. Класически пример са картините на Илия Бешков от серията “Старци” - мъжът и жената изглеждат почти по един и същи начин и имат идентично излъчване.
В кабинетите си кардиолозите наблюдаваме сходно нещо. В разговор с възрастен пациент е “класика” покрай собствените си симптоми да обясни: аз имам еди-какво си, ама и мъжът ми/жена ми го има същото. Житейско потвърждение, че когато хората живеят в едни и същи условия, си изработват еднотипни навици и имат общо хранене, формират много сходен микробиом, идентични колонии бактерии. Това ги прави физически еднакви. Като в рисунките на Бешков.
- Следва ли, че хипертонията ще може да се лекува с антибиотици?
- Има и такива хипотези на основата на вече установени антибиотици, които понижават кръвното, и антибиотици, които прават обратното. Зависи кои видове бактерии убива лекарството. Отделно от това науката е открила, че всяка бактерия си има “нейния” вирус. Ако се развие определен вирус - бактериофаг, той унищожава конкретна бактерия, без да вреди на останалите. Друга посока за размисъл е, че много храни и особено подправки могат да активират някои “спящи” в организма бактериофаги. Така начинът на хранене по заобиколен път може да пази от определени бактерии.
- Това подкрепя ли идеята за оптимизиране на микробиома с пробиотиците?
- Има поне едно резистентно заболяване, при което фекалната трансплантация доказано е номер едно в лечението. Това е инфекцията със суперустойчивата бактерия клостридиум дифициле, която в миналото се опитвахме да лекуваме с ванкомицин. Медикаментът вече е на втора позиция в терапията, основният подход при тази резистентна инфекция е трансплантация на бактерии от здрави хора.
- Правят ли се клинични изпитания и за други нелечими болести?
- Ако съдим по нюха на милиардерите, новините от лечението с бактерии предстоят.
