Mind, Mood&Microbes 2019" 17-18.01 Amsterdam

26.02.2019

Umysł, nastrój i mikroby. Relacja z konferencji „Mind, Mood & Microbes 2019”

Za nami druga edycja konferencji „Mind, Mood & Microbes”, w całości poświęconej tematyce osi mózgowo-jelitowej. Wydarzenie ściągnęło naukowców, lekarzy i pracowników branży probiotycznej z całego świata. Również i nasi przedstawiciele zawitali w dniach 17-18 stycznia 2019 roku do neorenesansowego budynku KIT Royal Tropical Inistitute w Amsterdamie. Niezależne centrum wiedzy, edukacji i współpracy międzynarodowej nawet z opisu doskonale pasowało do tego, co działo się w jego wnętrzach. 

Coraz więcej danych z badań przedklinicznych wskazuje, że mikrobiota jelit moduluje rozwój i funkcjonowanie mózgu przez całe życie człowieka. Ma wpływ na nasz nastrój i zachowanie, w tym na „potwory” naszych czasów, czyli lęk i depresję. Przyglądając się bliżej bakteriom jelitowym, powiększamy możliwości leczenia zaburzeń neurorozwojowych (w tym chorób ze spektrum autyzmu i ADHD) oraz chorób neurodegeneracyjnych (takich jak choroba Parkinsona czy Alzheimera). 

Od ostatniego sympozjum w Amsterdamie minęły ponad dwa lata. Już wtedy ujawniły się wyzwania, przed jakimi stają badacze mikrobioty, m.in. ograniczone biomarkery, heterogeniczne grupy pacjentów i różnice metodologiczne. Pojawił się też problem żargonu i  odpowiednich definicji, aby zarówno eksperci z zakresu mikrobiologii, jak i neurologii czy psychiatrii mogli nawzajem się zrozumieć. Konferencja Mind, Mood & Microbes niewątpliwie ułatwiła podejście interdyscyplinarne.

zdjęcie.jpg
15-Mind_Moods_and_Microbes.jpg
06-Mind_Moods_and_Microbes.jpg
88-Mind_Moods_and_Microbes.jpg

Na tropie zaburzeń neurorozwojowych

Podczas tegorocznego spotkania posortowano wykłady w cztery główne obszary tematyczne. Pierwsza sesja ruszyła pod hasłem „Oś mikrobiota-jelita-mózg i neurorozwój”. Dużo miejsca poświęcono roli bakterii we wczesnym rozwoju człowieka. Najważniejsze pytania, na jakie starano się odpowiedzieć to: jak mikrobiota wpływa na zdrowie i zachowanie dziecka oraz czy stres w życiu płodowym coś w tej relacji zmienia.

Dr Eldin Jašarevićz University of Maryland, Baltimore w Stanach Zjednoczonych poruszył podczas konferencji temat programowania neurorozwojego dziecka poprzez mikrobiom matki. Stres w ciąży wywiera wpływ na potomstwo w wielu aspektach. Im wyższy poziom stresu u kobiety, tym mniejsza różnorodność jej mikrobioty jelitowej. Trzeba dodać, że stres działa zupełnie w innym kierunku na mikrobiotę pochwy – zwiększa liczbę gatunków w niej bytujących, co akurat w tym miejscu nikomu – ani matce, ani dziecku  – nie służy. Wszystko to wpływa na nieprawidłową kolonizację jelit noworodka podczas porodu naturalnego czy poprzez mleko matki, które jest przecież jedną z najsilniejszych determinant składu mikrobioty.

Jedna sprawa to formowanie się układu immunologicznego po porodzie, ale czy stres ma jakikolwiek wpływ na odporność dziecka, gdy jeszcze znajduje się w łonie matki? Na przykładzie myszy badacze wykazali, że i owszem ma. Gdy ciężarna samica poddana została bodźcom stresowym, rosła aktywność komórek odpornościowych w centralnym układzie nerwowym płodu. Okazało się, że bakteryjne peptydoglikany (a więc związki wywołujące stan zapalny) mogą pokonać barierę krew-mózg, a więc bez problemu przedostać się do mózgu.

W wykładzie „Mikrobiota i mikroglej: nierówność płci” dr Sonia Garelz Institut de Biologie de l'Ecole Normale Superieure we Francji przedstawiła niezwykle istotny temat oddziaływania mikrobioty jelitowej na dojrzewanie i aktywność mikrogleju. Mikroglej to układ immunologiczny w naszym mózgu. Zatem zadaniem komórek mikrogleju jest czyszczenie organizmu z obumarłych komórek nerwowych i nieużywanych synaps, a także ochrona centralnego układu nerwowego przed zakażeniem. Okazało się, że u myszy hodowanych w sterylnych warunkach (tzw. germ-free) mikroglej nie dojrzewa, a więc nie może spełniać tak ważnych funkcji.

Laboratoryjne myszy pomogły też ustalić jeszcze jedną zależność. Pomiędzy zwierzętami SPF (specific pathogen free, czyli z mikrobiotą wolną od patogenów) a GF (bez bakterii) różnica w ekspresji genów mikrogleju nie była duża (raptem 19 genów). Inaczej sprawa się miała, gdy wzięto pod uwagę płeć badanych osobników. W tym wypadku ważne było też to, czy badanie dotyczyło życia prenatalnego czy postnatalnego. Badając mikroglej jeszcze w czasie ciąży, u samców różnice w ekspresji były na poziomie 1216 genów, u samic zaledwie 20. Z kolei po narodzinach większe różnice dotyczyły płci żeńskiej. Co z tego wynika? Wystarczy sobie przypomnieć statystyki dotyczące zaburzeń neurorozwojowych (autyzm pojawia się cztery razy częściej u chłopców niż u dziewczynek) i autoimmunologicznych (na choroby te zapadają głównie kobiety).

Metaboliczna autostrada

„Oś mikrobiota-jelita-mózg: dialog metaboliczny” to druga część prezentacji. Dotyczyła ona swoistego szlaku metabolicznego, który przebiega między jelitami a mózgiem. Bez cienia przesady można powiedzieć, że ruchem na tej drodze kieruje mikrobiota. Jakie są jednak zasady i przede wszystkim, jak sprawić, aby bakterie nie dostarczyły nam mandatu w postaci choroby?

Prof. Robert Jan-Brummer z Uniwersytetu w Örebro w Szwecji podczas wykładu „Pokarm dla lepszego stanu jelit i zdrowia psychicznego. Czy można zmniejszyć stres dzięki „szczęśliwym” jelitom?” podkreślił, jak ważna jest dieta, aby bakterie chciały z nami współpracować. Jedzenie dla bakterii równa się jedzenie dla naszych jelit i mózgu. Z pomocą przychodzi nam dieta przeciwzapalna, czyli skupiająca się na wyciszeniu w organizmie przewlekłego stanu zapalnego. Taki plan żywieniowy stanowi prewencję przed takimi chorobami, jak cukrzyca, reumatoidalne zapalenie stawów, miażdżyca, nowotwory czy choroba Alzheimera. Równie ważne jest indywidualne podejście do każdego pacjenta. Nasza mikrobiota jest bowiem niczym odcisk palca – nie da się jej zestandaryzować.

Ciekawą zależność na trakcie metabolicznym odnalazła grupa badawcza z Uniwersytetu w Groningen w Holandii. Odkryli, że badając mikrobiotę, można przewidywać sukces leczenia choroby Parkinsona. W jaki sposób? Zacznijmy od początku. Jedną z najskuteczniejszych terapii w tym schorzeniu jest uzupełnianie niedoboru dopaminy, chorym brakuje bowiem tego neuroprzekaźnika. W tym celu podaje się im lewodopę, prekursor dopaminy. Lewodopa ulega przemianom do dopaminy, dopiero gdy przekroczy barierę krew-mózg. Trzeba wiedzieć jednak, że enzymy, które przekształcają lewodopę znajdują się w całym naszym organizmie, nie tylko w mózgu. Powstała w miejscach innych niż mózg dopamina nie wykazuje zaś działania terapeutycznego. Aby zachować enzymy przekształcające lewodopę do dopaminy tylko w mózgu, pacjent dodatkowo dostaje również karbidopę, która hamuje aktywność innych enzymów niż mózgowe, tzw. dekarboksylaz. Ma to za zadanie sprawić, aby lewodopa dotarła do mózgu i dopiero tam uległa modyfikacji do dopaminy. 

Problem leży jednak w tym, że karbidopa powstrzymuje jedynie dekarboksylazę wytwarzaną przez człowieka, a nie przez bakterie! Wszak nasza mikrobiota jelitowa dysponuje ogromną liczbą enzymów. Jeśli więc mikrobiota jelitowa pacjenta jest bogata w mikroorganizmy wytwarzające derkarbokylazę, trzeba mieć na uwadze, że będzie on potrzebował wyższych dawek leku – lewodopy, aby przynajmniej część z nich nie była rozłożona przez enzymy bakteryjne i dotarła do mózgu, gdzie tak naprawdę dopiero powinna zacząć działać. Dawkę będzie trzeba także zwiększać w trakcie trwania choroby. To dlatego, iż w związku ze stałym przyjmowaniem karbidopy, liczebność tych gatunków będzie rosła. Zapewne ma to na celu ochronę organizmu, który próbuje „nadpracować” braki enzymatyczne organizmu wywołane przez karbidopę.

Mikrobiota w neurologii i psychiatrii

Sesja „Oś mikrobiota-jelita-mózg w schorzeniach neurologicznych i psychiatrycznych” dotyczyła możliwości terapeutycznych w leczeniu takich przypadków, jak depresja, stany lękowe, choroba afektywna dwubiegunowa, epilepsja czy wylew. Zespół dra Roberta H. Yolkena z Johns Hopkins School of Medicine w Stanach Zjednoczonych zauważył na przykład, że azotany stosowane powszechnie w mięsie i wędlinach oraz antybiotyki (głównie penicylina, tetracyklina, sylfonamid i cefalosporyny) są czynnikami zwiększającymi ryzyko wystąpienia zaburzeń psychicznych, zwłaszcza manii. Stosowanie probiotyków może nie tylko zaradzić zmianom w składzie bakterii jelitowych po antybiotykoterapii, ale także zapobiec nawrotom ostrej manii już po hospitalizacji. 

Irańska grupa z Teheran University of Medical Science pod przewodnictwem dra Kurosha Djafariana skupiła swoje działania wokół objawów depresyjnych i możliwości ich łagodzenia przy pomocy probiotyków i prebiotyków. I tak okazało się, że probiotyki w porównaniu do placebo zmniejszają stosunek tzw. kinureniny do tryptofanu u pacjentów. Tryptofan to jeden z aminokwasów, z którego powstaje hormon szczęścia, czyli serotonina. Jeśli jednak w organizmie toczy się stan zapalny – nawet na poziomie mikroskopowym – to tryptofan przesuwa się na inny szlak, tzw. kinureninowy. Dlaczego podwyższony poziom kinureniny (metabolitu tryptofanu) jest charakterystyczny dla osób z zaburzeniami lękowymi, chorobą afektywną dwubiegunową, schizofrenią, zespołem Touretta czy depresją? Wiadomo już, że zmiany mikrobioty jelitowej charakterystyczne dla tych chorób wywołują stan zapalny, który tylko początkowo ogranicza się do przewodu pokarmowego. Można więc pośrednio poprzez obniżenie poziomu tego metabolitu (kinureniny), wpłynąć na wyciszenie objawów wyżej wymienionych chorób. 

W wykładzie „Mikrobiologiczna regulacja podatności na ataki w padaczce lekoopornej” dr Elaine Hsiao z University of California w Los Angeles poruszyła ciekawy wątek diety ketogennej. Jest to dieta bogata w tłuszcze, a uboga w węglowodany. Jadłospisy bazują tu głównie na olejach, rybie, mięsie i jajkach z dodatkiem warzyw. To, że jest uznaną metodą niefarmakologicznego leczenia padaczki lekoopornej, wiadomo już od dawna. Zespół dr Hsiao poszedł jednak dalej w swoich dociekaniach i sprawdził, że jest to efekt działania pewnych szczepów bakteryjnych. Już po czterech dniach od rozpoczęcia diety, rosną bowiem w jelitach dwa gatunki: Akkermansia muciniphilaoraz Parabacteroides. Testy na zwierzętach wykazały, że to właśnie one wpływają na zmniejszenie indukcji drgawek. Znamienne jest to, że tylko kolonizacja jelita myszy dwoma gatunkami jednocześnie przynosiła efekt antypadaczkowy. 

Czwarta część prelekcji skupiła się już wyłącznie na zaburzeniach neurodegeneracyjnych, a szczególnie na chorobach Parkinsona i Alzheimera. Czy mikrobiota jelitowa uczestniczy w tworzeniu się tych schorzeń? Okazuje się, że tak. W wykładzie „Badanie mikrobiomu jelitowego człowieka: W kierunku wczesnego rozpoznania i stratyfikacji choroby Parkinsona” dr Jean-Pierre Trezzi z Uniwersytetu Luksemburskiego wskazał na zwiększoną obecność bakterii żerujących na śluzie, takich jak Bacteroides spp. i Akkermansispp., we wczesnym stadium choroby Parkinsona. A erozja śluzu zwiększa przecież podatność na infekcje wywołane przez patogeny i toksyny.

Jest jeszcze związek mikrobioty z chorobą Alzhemera. Dr Frida Hållenius z Uniwersytetu w Lund w Szwecji zaprezentowała szerzej hipotezę, że istnieje korelacja pomiędzy białkami amyloidu beta a bakteriami jelitowymi. Patologiczne białka powstają w enterycznym (żołądkowo-jelitowym) układzie nerwowym, a potem przedostają się do mózgu, gdzie dochodzi do ich akumulacji. To prowadzi do obumierania neuronów i w konsekwencji do rozwoju choroby. Zauważono, że myszy hodowane w sterylnych warunkach nie mają depozytów amyloidu beta w mózgu, natomiast wprowadzenie mikrobioty do ich jelit prowadzi do uaktywnienia się tego fenotypu. 

W którym kierunku podąża nauka?

Jednym z największych wyzwań pokonferencyjnych jest przeniesienie powyższych spostrzeżeń na warunki kliniczne. Prof. John Cryan, należący do naukowego komitetu wydarzenia, podkreślił, że odnalezione korelacje nie zawsze muszą mieć związek przyczynowo-skutkowy. Niezbędne są testy na… ludziach. I to najlepiej w dłuższym okresie życia. Tak, aby sprawdzić, jak i na kogo działają dane probiotyki, prebiotyki i wprowadzone zmiany dietetyczne. Jak już się okazało w trakcie konferencji, duże znaczenie ma choćby płeć!

Kolejnym zastrzeżeniem jest fakt, że niektóre badania prowadzone są na zbyt małych grupach. I temu właśnie ma zaradzić konferencja „Mood, Mind & Microbes”. Gromadzi ona bowiem ekspertów z całego świata w jednym miejscu i pozwala na wymianę doświadczeń. W ten sposób można połączyć badania różnych grup i łatwiej znaleźć odpowiedzi na coraz więcej pojawiających się pytań w dziedzinie mikrobiologii. 

Badanie mikrobioty to niewątpliwie jeden z najbardziej fascynujących współcześnie obszarów badań. Widać to było nawet po liczbie plakatów, które zostały wystawione w holu KIT Royal Tropical Inistitute. Aż 57 grup zaprezentowało na nich swoje obserwacje, analizy i wyniki. Warto wspomnieć, że wśród nich była wspólna praca sześciu zakładów Pomorskiego Uniwersytetu w Szczecinie, pod przewodnictwem dr Karoliny Skoniecznej-Żydeckiej. Plakat „Faecal short chain fatty acids profile is altered in depressive women” przedstawił badania dotyczące zmian w profilu krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (będącymi produktami metabolizmu bakterii jelitowych) u kobiet cierpiących na depresję. Prowadzone są dalsze badania w tym zakresie… 

Relacja z wydarzenia https://mindmoodmicrobes.org/videos.php

 

Strona używa cookies Dowiedź się więcej