Mergi la conţinutul principal

Eşti aici

Ce este microbiomul


In ultimii ani a fost inregistrata o explozie in intelegerea microbiomului uman – genomul tuturor microbilor nostri.

Introducere

Avansul in tehnologiile de secventare a genomului si in analiza metagenomica (studiul genetic ale genoamelor luate direct din mostrele din mediu) au permis cercetatorilor sa studieze acesti microbi si functiile lor si sa analizeze microbiomul –atat in stare de sanatate, cat si in conditii de boala. Microbiomul uman prezinta un estimat de 100 de trilioane (trillion=unitate formata din 1000 de miliarde) de microbi, majoritatea acestora traind in tractul digestiv.

Un organ in sine

Microbiomul uman este alcatuit din comunitati de bacterii, virusuri, dar si ciuperci –(fungi)) cu o complexitate mai mare decat genomul uman in sine. Ca o comparatie, microbiomul detine 3,3 milioane de gene unice (care codifica proteine), in timp ce intregul genom uman are aproximativ 23.000 de gene. Microbiomul uman detine functii extensive precum dezvoltarea imunitatii, apararea organismului de agentii patogeni, fiind gazda pentru productia de acizi grasi de lant scurt importanti pentru metabolism, sinteza vitaminelor si depozitele de lipide, avand totodata o influenta asupra comportamentului uman, ceea ce il face un organ esential in organism, fara de care nu am putea functiona optim.

Compozitia microbiomului

Spre deosebore de genomul gazda, care este relativ constant, microbiomul este dinamic si se modifica in dezvoltarea precoce, precum si in functie de factori precum cei de mediu – alimentatia si folosirea antibioticelor si, in mod special, in raspuns la boala. Cele mai dramatice modificari in compozitia microbiomului se produc la nou-nascuti si in copilaria timpurie. Microbiomul intestinal al unui sugar este influentat de varsta gestationala (la termen sau prematur), modalitatea de nastere (nastere vaginala sau cezariana), tipul de alimentatie (lapte matern sau formula), stare nutritionala (supraponderal sau subnutrit) si de folosirea antibioticelor. Un tract intestinal sanatos poate gazdui cel putin 1000 de specii diferite de bacterii. Determinarea compozitiei microbiomului la indivizii sanatosi este importanta pentru intelegerea consecintelor schimbarilor pe care compozitia microbiomului o poate avea pentru sanatate si pentru probabilitatile de boala. Alti microbi traiesc, de asemenea, in tractul digestiv – acestia sunt virusuri, ciuperci si archaea (microorganisme similare ca dimensiuni si cu structura simpla ca bacteriile, insa diferite din punct de vedere al organizarii moleculare; sunt in prezent considerate ca facand parte dintr-un grup vechi, situate intre bacterii si eurcariote).

Microbiomul uman si boala

Relatia dintre modificarile din compozitia microbiomului si patogeneza bolii este deocamdata incerta. Provocarea este sa se identifice daca dezechilibrul microbian este asociat cu boala, denumita uneori “disbioza”, si capacitatea de a distinge intre cauza si efect. Urmatoarea sectiune scoate la lumina anumite afectiuni observate in pediatrie care au fost asociate cu modificarile macrobiotei tractului digestiv.

Bolile inflamatorii intestinale (BII) — Acestea se numara printre cele mai studiate afectiuni asociate cu microbiota intestinala. Alcatuirea microbiotei intestinare difera la persoanele sanatoase fata de pacientii cu BII in termeni de bogatie a speciilor (de exemplu, numarul speciilor de bacterii) si de abundenta a speciilor (de exemplu, numar de indivizi per specie). Cum bacteriile sunt identificate prin secventare si mai putin prin caractertisticile functionale in cultura de laborator, speciile individuale de bacterii sau genurile (in functie de clasificarea datelor secventiale) mai sunt denumite frecvent unitati taxonomice operationale in cercetarea microbiotei. Studiile arata ca pacientii cu BII au diversitate bacteriana scazuta in comparatie cu persoanele sanatoase. Iar ultimele cercetari arata ca patogeneza BII se datoreaza interactiunii factorilor de mediu (de ex., fumatul, alimentatia si stresul) si susceptibilitatea genetica a gazdei, care este influentata de microbiota din organismul gazda, care pune in miscare raspunsuri imune fie protectoare, fie patogenetice.

Enterocolita necrotizanta (NEC) — Patogeneza NEC este plurifactoriala, desi se crede ca microbiota digestiva are un rol important. Studiile efectuate atat pe animale cat si pe oameni au descries modificari in microbiota digestiva intre care o reducere a diversitatii bacteriene si o crestere a proteobacteriilor la nou-nascutii inainte de termen in comparatie cu sugarii sanatosi nascuti inainte de termen.

Bolile atopice — Afectiuni precum eczema, astmul si alergiile alimentare au o incidenta in crestere. Se crede ca lipsa expunerii devreme in viata la antigene microbiene modifica compozitia microbiotei sistemului digestiv al sugarului, fapt care intrerupe dezvoltarea imuna si determina boli alergice. Acest concept – al modificarii compoziei microbiomului - si susceptibilitea de boli alergice in copilarie sunt sustinute de date ale unor studii epidemiologice care raporteaza o prevalenta mai mare de boli atopice la sugarii nascuti prin cezariana, cei hraniti cu lapte formula si cei expusi la antibiotice.

Diabet de tip 1 — Microbiota intestinala este implicata in reglarea axei metabolic-imune. Studiile care speculeaza asupra compozitiei microbiene cauzale nu sunt consistente. Totusi, bifidobacteriile se crede ca sunt protectoare, in timp ce proteobacteriile reprezinta un factor de risc. In mod simiar, modificarile in microbiota intestinala care sunt determinate de stilul de viata (modalitatea de nastere si alimentatia) sunt factori de risc cunoscuti pentru dezvoltarea diabetului de tip 1. Cezariana, arata studiile, creste cu 20% riscul de a dezvolta diabet de tip 1.

Tulburarile de spectru autist — Microbiota intestinala poate influenta comportamentul uman moduland axa intestin-creier pe cale endocrina (prin intermediul cortizolului), imuna (prin intermediul citochinelor) si neurologica (prin intermediul nervului vag si a sistemului nervos enteric). O serie de studii au de scris modificarea microbiotei intestinale la copiii cu tulburari de spectru autist care au fost comparati cu cei dezvoltati normal. Sunt insa necesare mai multe cercetari pentru a stabili daca acest aspect este important in patogeneza afectiunii.

Surse de informatie:

https://ep.bmj.com/content/102/5/257