Transplantul de microorganisme este următorul blockbuster - marii miliardari precum Bill Gates și Mark Zuckerberg investesc bani în companii de biotehnologie care dezvoltă terapii cu microbiomi, spune conf. Univ. Sotir Marchev - șef al clinicii de cardiologie de la Institutul Medical al Ministerului de Interne. Este membru de onoare (FESC) al Societății Europene de Cardiologie. Consultant republican în cardiologie. A dobândit specialități în medicină internă, cardiologie și managementul sănătății. Este membru al consiliului de administrație al Asociației bulgare de ultrasunete în medicină. Are acreditare europeană în ecocardiografie. S-a specializat în Viena, Belgrad și Osaka. El și-a susținut teza de doctorat în domeniul ecocardiografiei Doppler tisulare și disertația sa de doctorat despre cardiomiopatia indusă de stres. Membru de lungă durată al Ligii Doctors We Trust.

univ

- Conf. Prof. Marchev, sunteți cardiolog, de ce ați ales să participați la forumul științific „Arteriale 2020” pe tema bacteriilor?

- Rolul microbiomului în sănătatea umană a fost cea mai provocatoare țintă în medicină în ultimii 10-15 ani. S-a dovedit că oamenii sunt compuși din aproximativ același număr de celule umane și celule ale microorganismelor - în principal bacterii și virusurile lor, dar și ciuperci, unicelulare. Aceste microorganisme trăiesc pe pielea noastră, în căile respiratorii superioare, în sistemul urinar și genital și au cei mai mulți reprezentanți în intestine. Figurativ vorbind, suntem o grădină zoologică mobilă. Suntem acoperiți de o lume invizibilă de microorganisme cu relații infinit de complexe între ele și cu corpul nostru.

Peste 50.000 de lucrări științifice au studiat în profunzime efectele microbiomului. Se pare că diferite tipuri de bacterii din intestin suprimă sau stimulează răspunsurile imune din organism și, astfel, luptă cu microbii care cauzează boli. Această nouă înțelegere a interacțiunii dintre celulele bacteriene și celulele umane este de așteptat să conducă la tratamente revoluționare.

- Pentru care boli?

- De la logică în boli ale stomacului și intestinelor și alergiilor alimentare până la surprinzătoare ca terapii pentru cancer și autism. Ideea este de a folosi bacteriile intestinale ca medicamente. Astfel de medicamente sunt deja în curs de dezvoltare. Multe terapii noi sunt de așteptat să reducă suferința umană și, dacă vor avea succes, vor genera profituri uriașe pentru pionierii acestor start-up-uri de biotehnologie cu creștere rapidă.

- Previziunile sunt realiste?

- Sunt Bill Gates, Mark Zuckerberg, Mark Benioff realisti? Nu doar ei, ci și alți miliardari din primii 25 din lume investesc bani în întreprinderile noi în domeniul microbiomilor și fac donații pentru a sprijini cercetarea marilor universități americane care lucrează pe această temă.

Următoarele blockbustere - așa numesc Forbes medicamentele împotriva bacteriilor intestinale într-un articol amplu publicat recent.

- Cu ce ​​argumente?

- Sunt citate studii serioase. Când cercetătorii au transferat celulele microbiome intestinale de la șoareci obezi la șoareci slabi, cei slabi s-au îngrășat. Revista prezice că un nou medicament pentru obezitate pe această bază ar putea aduce profituri de peste 20 de miliarde de dolari.

Un alt studiu la pacienții cu cel mai agresiv cancer de piele - melanomul, arată că imunoterapia este cea mai potrivită pentru cei care au cea mai mare varietate de bacterii intestinale.

Chiar și efectele de „dopaj” au fost raportate - șoarecii injectați cu bacterii intestinale ale maratonistilor încep să alerge pe distanțe mai mari.

Într-un studiu randomizat, 94% dintre persoanele cu o infecție recurentă cu bacteria potențial mortală Clostridium difficile s-au recuperat după un transplant de fecale. Există multe exemple de tratament cu succes pentru microbiomi și sunt evident bine apreciați de miliardarii cu intuiție pentru viitorii blockbusters.

- Cunoașterea microbiomului este relativ nouă și încă modestă, cât de veche este?

- Microorganismele care alcătuiesc lumea invizibilă din și asupra oamenilor sunt evolutiv mai vechi decât noi. Se poate spune aforistic că am apărut în ele, nu ele în noi. Genele tuturor microorganismelor din noi se numesc microgeni. Standardul de lucru cu suma acestor gene a apărut cu noi metode de studiu a bacteriilor.

În trecut și acum, principala metodă de detectare a bacteriilor în laboratoare este prin inocularea unui mediu nutritiv pentru a monitoriza ce colonii cresc. Dar există deja o modalitate prin care bacteriile pot „digera” și se testează doar acidul lor nucleic. Este folosit pentru a judeca ce bacterii au fost în amestec.

Cu această nouă metodă, bacteria nu trebuie să fie în viață în momentul testului. Chiar și microgenomul strămoșilor umani vechi de zeci de mii de ani, descoperit în timpul săpăturilor arheologice, poate fi stabilit. Bacteriile au murit împreună cu corpul, dar acidul lor nucleic a fost păstrat. S-a dovedit că oamenii primitivi aveau un microgenom foarte diferit de al nostru.

- Ne naștem cu un microbiom?

- Fătul este steril în pântecele mamei. Dar în timpul sarcinii, multe schimbări apar în corpul ei. Una dintre ele este că bacteriile din canalul de naștere se schimbă. În timpul unei nașteri naturale, devenim „infectați” cu bacteriile modificate pregătite pentru nașterea noastră. Ei colonizează sistemul nostru gastro-intestinal. În principiu, nou-născutul nu poate absorbi pe deplin toate ingredientele laptelui matern. Bacteriile dobândite în mod natural în timpul nașterii „descompun” aceste produse în substanțe nutritive care sunt absorbite de bebeluș. Când un copil se naște prin cezariană, acesta nu are un microbiom de naștere maternă. „Prinde” microorganisme de pe pielea ei, din personal și din mediul spitalicesc, care nu favorizează absorbția laptelui matern.

Pe măsură ce o persoană crește, microbiomul său se schimbă. Copiii care locuiesc în zonele rurale sunt expuși la microorganisme mai diverse, au un microbiom mai bogat și sunt mai puțin susceptibili de a dezvolta alergii decât colegii lor crescuți într-un mediu urban steril. Există dovezi că copiii cu astm bronșic care au un tip de bacterii în căile respiratorii superioare sunt mai puțin susceptibili de a avea atacuri și sunt mai blândi decât cei ai copiilor cu alt microbiom.

- Unde se intersectează subiectele microbiomului și hipertensiunii?

- Bacteriile din noi sunt importante și pentru tensiunea arterială. Legătura este oxidul nitric, care este cel mai puternic vasodilatator, adică. are capacitatea de a dilata vasele de sânge. Alimentele vegetale conțin nitrați anorganici. Plantele au nevoie de azot și îl absorb din sol. La unele bacterii din cavitatea bucală, azotul legat de trei molecule de oxigen este transformat în azot de două molecule de oxigen și se formează oxid de azot în organism. Astfel, unele tipuri de bacterii din gura noastră ajută organismul să aibă mai mult oxid nitric. Aceasta este explicația logică a motivului pentru care sănătatea bucală este legată de sănătatea inimii. Nu întâmplător jumbos judecă sănătatea și vârsta unui cal după dinți. Cardiologii știu, de asemenea, din experiență că pacienții cu afecțiuni dentare slabe au mai multe șanse să aibă probleme cardiovasculare.

În microbiomul intestinal, legătura cu sănătatea inimii devine și mai semnificativă din cauza sodiului, pe care îl luăm în principal cu sare de masă sau, ca să spunem direct, cu o formulă chimică - clorură de sodiu. Nivelul de sodiu din organism depinde de excreția sa din organism de către rinichi. Dar și din cantitatea de sodiu care va pătrunde în organism și, în acest proces, bacteriile intestinale interferează. Bacteriile care limitează permeabilitatea intestinelor la sare determină cât de sensibilă este o persoană la sare. Alimentele vegetale sănătoase, bogate în fibre naturale - fibre, își exercită efectele benefice prin bacterii din intestinele noastre, nu direct.

- Care este mecanismul?

- Oamenii nu au enzime care să „descompună” direct structura fibrelor, asta fac bacteriile intestinale. Când fibrele vegetale pătrund în intestine, bacteriile le transformă în acizi grași volatili cu lanț scurt - acetat, butirat, propionat. Acești acizi grași reglează multe procese vitale, inclusiv tensiunea arterială. Dacă nu mâncăm alimente cu fibre, nu se formează acizi grași „scurți” și acest lucru ne afectează tensiunea arterială.

Dacă nu oferim hrană microbiomului nostru, înțelegem fibrele, bacteriile se micșorează, iar cele care supraviețuiesc merg la căptușeala intestinului și încep să se hrănească involuntar cu noi.

Un alt factor nefavorabil este alcoolul. Nu întâmplător este utilizat pentru sterilizare în medicină. Această calitate se manifestă și în stomac pe microflora.

S-a constatat că cu cât varietatea bacteriilor din intestinul uman este mai mare, cu atât este mai sănătoasă. Cu toate acestea, pentru vagin este opus - prezența a câteva tipuri de bacterii, altele decât cele specifice, este un marker al sănătății.

În general, lucrurile sănătoase au un efect bun asupra microbiomului, iar lucrurile nesănătoase îl deteriorează. Regula se aplică nu numai lucrurilor pe care le mâncăm și le bem, ci afectează chiar și activitatea fizică.

De exemplu, un maratonist instruit are rezultate bune datorită interacțiunii dintre celulele și bacteriile sale din intestin. În timpul antrenamentului, lactatul se formează în sângele maratonistului, care traversează bariera hemato-intestinală și intră în cavitatea intestinală. Acolo, anumite bacterii transformă lactatul în propionat, care este resorbit, intră în mușchi și, la rândul său, duce la îmbunătățirea performanței.

Există un studiu care constată că chiar și un microbiom singur poate calcula șansele unei persoane de a trăi mai mult de 15 ani de la momentul studiului. Se pare că speranța de viață a omului poate fi prezisă fără niciun examen medical!

- Ce tipare funcționează?

- Diferite condiții de sănătate se corelează cu microbiomi diferiți, iar relația este bidirecțională. Sănătatea noastră afectează microbiomul, iar microbiomul ne afectează sănătatea.

Un studiu a constatat că persoanele fără hipertensiune și depresie au un microbiom, hipertensivi cu depresie - altul, hipertensivi fără depresie - o treime. S-a dovedit că există relații între flora noastră intestinală, tensiunea arterială, psihicul și greutatea.

- Cum a fost stabilit?

- Pentru nevoile științei, se produc linii experimentale sterile. De exemplu, pentru a produce o găină sterilă, un ou este dezinfectat și plasat într-un incubator steril, ceea ce este relativ ușor. Pentru un șoarece steril este mai complicat - trebuie să se nască prin cezariană și să fie păstrate într-un mediu steril, apoi încrucișați și obțineți o linie sterilă de șoareci. Astfel, știința învață ce se întâmplă cu animalele sterile care nu au microbiom.

În primul rând, au o digestie slabă - mănâncă, dar nu se îngrașă în mod normal, au tulburări de dezvoltare imunitară și nervoasă, dar sunt vii și se reproduc.

În al doilea rând, aceste linii sterile reprezintă o bază bună pentru unele experimente izbitoare care au fost făcute. Dacă bacteriile sunt luate din intestinele persoanelor supraponderale, se înmulțesc în afara corpului și sunt injectate în linii sterile de șoareci, acestea se îngrașă fără a-și schimba dieta.

Același experiment a fost făcut cu un microbiom de hipertensivi. Deși nu se schimbă nimic în felul în care cresc șoarecii, după injectarea unui microbiom „hipertensiv”, aceștia încep să-și crească tensiunea arterială.

Ca a treia parte a experimentului, un microbiom a fost preluat de la copiii cu autism și, după ce au fost injectați în linia sterilă, șoarecii au dezvoltat anomalii comportamentale.

Se pare că putem transfera fenotipuri - supraponderalitate, hipertensiune, autism, prin transplant de microbiomi. Transplantul de bacterii intestinale este mai complicat decât transfuzia de sânge - bacteriile importate în organism trebuie să ajungă în zona necesară din intestin fără a fi distruse pe parcurs. Acest lucru se realizează prin ambalarea în capsule speciale sau importarea cu un colonoscop sau rectoscop.

Dependențele dintre sănătatea noastră și microorganismele noastre nu sunt legături cauzale, ci efecte bidirecționale. Există multe articole științifice care demonstrează că, dacă prietenii tăi sunt grași, este foarte probabil că și tu ești gras; că, dacă locuiți cu un partener gras, este mult mai sigur că veți obține și dvs. Un exemplu clasic sunt picturile lui Iliya Beshkov din seria „Bătrâni” - bărbatul și femeia arată aproape la fel și au un aspect identic.

În cabinetele noastre, cardiologii observă ceva similar. Într-o conversație cu un pacient adult, este un „clasic” să explic pe lângă propriile simptome: am ceva, dar soțul/soția mea are același lucru. Confirmarea vieții că atunci când oamenii trăiesc în aceleași condiții, dezvoltă aceleași obiceiuri și au o dietă comună, formează un microbiom foarte asemănător, colonii identice de bacterii. Acest lucru îi face identici fizic. Ca în desenele lui Beshkov.

- Rezultă că hipertensiunea poate fi tratată cu antibiotice?

- Există, de asemenea, astfel de ipoteze bazate pe antibiotice deja stabilite care scad tensiunea arterială și antibiotice care fac contrariul. Depinde ce tipuri de bacterii ucide medicamentul. În afară de asta, știința a descoperit că fiecare bacterie are virusul „ei”. Dacă se dezvoltă un anumit virus - un bacteriofag, acesta distruge o anumită bacterie fără a le afecta pe ceilalți. O altă modalitate de a gândi este că multe alimente și mai ales condimente pot activa niște bacteriofagi „adormiți” în organism. Astfel, o dietă ocolitoare poate proteja împotriva anumitor bacterii.

- Aceasta susține ideea de a optimiza microbiomul cu probiotice?

- Există cel puțin o boală rezistentă în care transplantul fecal s-a dovedit a fi numărul unu în tratament. Aceasta este o infecție cu bacteria super-rezistentă Clostridium difficile, pe care am încercat să o tratăm cu vancomicină în trecut. Medicamentul se află deja pe locul doi în terapie, principala abordare a acestei infecții rezistente este transplantul de bacterii de la oameni sănătoși.

- Există studii clinice pentru alte boli incurabile?

- Judecând după flerul miliardarilor, urmează vestea tratamentului bacterian.