Jonathan Eisen: Poznaj swoje mikroby

Nasze ciało pokryte jest całym morzem mikrobów - zarówno patogenów, które wywołują choroby, jak i tych "dobrych", o których wiemy znacznie mniej, a które dbają o nasze zdrowie. Podczas konferencji TEDMED, mikrobiolog Jonathan Eisen opowiada o tym, co już wiemy o mikrobach oraz o nowych sposobach, na które możemy te organizmy wykorzystać.

Zacznę od historii.

Tutaj dorastałem. Kiedy miałem 15 lat

z dobrze zbudowanego atletycznego chłopaka,

w 4 miesiące zmieniłem się w ciągle spragnioną

w 4 miesiące zmieniłem się w ciągle spragnioną

ofiarę głodu.

Strawiłem własne ciało.

Zaczęło się to na mojej pierwszej wycieczce

na górę Old Rag

w Wirginii Zachodniej,
podczas której piłem wodę z kałuż jak pies.

w Wirginii Zachodniej,
podczas której piłem wodę z kałuż jak pies.

Tej nocy, zabrano mnie na sygnale do szpitala

i stwierdzono cukrzycę 1 typu oraz kwasicę ketonową.

Wyzdrowiałem dzięki nowoczesnej medycynie,

insulinie i innym środkom. Przybrałem na wadze.

Lecz potem zaczęło jątrzyć się we mnie pytanie.

Co wywołało cukrzycę?

Cukrzyca to choroba autoimmunologiczna,

ciało walczy z samym sobą. Wtedy myślano,

że kontakt z jakimś patogenem

wywołał reakcję obronną organizmu,

który zniszczył też komórki produkujące insulinę.

Długo tak myślałem.

Medycyna właśnie na tym się skupia,

na negatywnym działaniu mikrobów.

Poproszę moją asystentkę.

Może ją poznajecie.

Wczoraj, pominąwszy kilka wykładów,

poszedłem do Narodowej Akademii Nauki.

Sprzedają tam zabawki - wielkie mikroby.

Oto one!

Jeśli to złapałeś masz chorobę trawiącą ciało.

Muszę odświeżyć swój talent baseballowy.

(Śmiech)

Niestety, ale co też nie dziwi,
większość mikrobów sprzedawanych

w Narodowej Akademii to patogeny.

Wszyscy skupiają się na tym co zabija,

podobnie robiłem i ja.

Okazuje się, że pokrywa nas masa mikrobów,

które przez większość czasu

działają na naszą korzyść.

Wiadomo to od jakiegoś czasu.

Do ich oglądania używa się mikroskopów.

Nie zwracacie pewnie uwagi...

(Śmiech)

Gdy przyjrzymy się pod mikroskopem mikrobom,
które nas pokrywają,

Gdy przyjrzymy się pod mikroskopem mikrobom,
które nas pokrywają,

okazuje się że mamy 10 razy więcej

komórek mikrobów, niż tych ludzkich.

To większa masa niż masa mózgu.

Jesteśmy rozbudowanym ekosystemem mikrobów.

Niestety, chcąc nauczyć się czegoś o mikroorganizmach

sam mikroskop nie wystarczy.

Słyszeliśmy o sekwencjonowaniu DNA.

Najlepszym sposobem badania mikrobów

jest analiza ich DNA.

Zajmuję się tym już 20 lat,

sekwencjonowanie DNA,
zbieranie próbek z różnych źródeł,

z ciałem człowieka włącznie,

odczytywanie sekwencji DNA w celu odkrycia

jakie mikroby znajdują się w konkretnym miejscu.

Gdy używając tej technologii

badamy człowieka widać, że nie pokrywa nas

jedynie ocean mikrobów.

Mamy na sobie tysiące różnych ich rodzajów.

Miliony genów od nich pochodzących

w naszej mikrobiocie.

Zestawy mikrobów na ludziach różnią się,

przez ostatnie 10-15 lat zastanawiano się

czy może ta otaczająca nas chmura mikrobów

czy może ta otaczająca nas chmura mikrobów

oraz różnice między nimi, mogą stanowić

o niektórych predyspozycjach do chorób.

Wracając do historii o cukrzycy.

Obecnie uważa się, że jedną z przyczyn cukrzycy 1 typu

jest nie walka z patogenem,

ale błędna komunikacja z mikrobami na i w ciele człowieka.

ale błędna komunikacja z mikrobami na i w ciele człowieka.

Być może moja mikrobowa społeczność

mnie opuściła,
co wywołało odpowiedź układu odpornościowego,

który zabił komórki

produkujące insulinę.

Przez te kilka minut opowiem wam

czego nauczyliśmy się
dzięki technice sekwencjonowania DNA

jeśli chodzi o mikroby żyjące na

i w człowieku.

Opowiem też o osobistym projekcie.

Moje pierwsze doświadczenie z mikrobami

ciała ludzkiego pochodzi z wykładu,

który wygłosiłem w Georgetown.

Po wykładzie, przyjaciel rodziny,

dziekan Uniwersyteu Medycznego,

podszedł do mnie i powiedział,

że badają przeszczepy jelita krętego u ludzi.

Obserwowali mikroby po przeszczepie.

Rozpoczęliśmy współpracę,

ja, Michael Zasloff i Thomas Fishbein,
by zbadać mikroby

pojawiające się po przeszczepie tej części jelita odbiorcy.

Mogę przedstawić wszystkie szczegóły,

lecz powodem, dla którego o tym mówię,

jest coś niesamowitego z początków

tego projektu.

Biorą ileum od dawcy, pełne jego mikrobów.

Mają biorcę, który ma kłopot

ze swoją florą bakteriową, np. chorobę Crohna

i sterylizują ileum dawcy.

Bez żadnych mikrobów przeszczepiają je biorcy.

Postępowanie w medycynie powszechne,

mimo że oczywistym jest,

że to nie za dobry pomysł.

Na szczęście w czasie projektu

chirurdzy i reszta zdecydowali

zapomnieć o tym zwyczaju. Należało coś zmienić.

Zdecydowali się zostawić trochę flory bakteryjnej

w ileum. Mikroby zostają z dawcą,

co teoretycznie może pomóc

biorcom przeszczepu.

A to badanie, które ja przeprowadziłem.

W ostatnich latach zaczęto częściej używać

technologii DNA do badania mikrobów na ludziach.

Mamy Projekt Ludzkiego Mikrobiomu

trwający w Ameryce,

projekt MetaHIT w Europie i inne.

Po przeprowadzeniu wielu badań,

odkryto, np. że podczas porodu pochwowego

dziecko otrzymuje od matki

jej mikroby.

Cesarskie cięcie wiąże się z ryzykiem,

pewna część może wynikać z tego,

że podczas takiego porodu,

matka nie przekaże dziecku mikrobów.

Inne badania pokazały,

że mikroby żyjące w nas i na nas,

pomagają w rozwoju układu odpornościowego,

w zwalczaniu patogenów, w usprawnieniu metabolizmu.

Poziom metabolizmu określa

też nasz zapach, a być może także

wpływa na zachowanie.

Badania te pokazały

kilka istotnych funkcji pełnionych
przez żyjące na nas mikroby,

nie będące patogenami.

Interesującym aspektem jest coś,
co pewnie obserwujecie u siebie,

po tym jak rzucaliśmy pluszowe mikroby,

mianowicie swego rodzaju "bakteriofobia".

Ludzie mają bzika na punkcie czystości.

W domu trzymamy antybiotyki,

ludzie dokładnie się myją,

faszerujemy antybiotykami jedzenie, społeczność,

zbyt dużo ich spożywamy.

Niszczenie patogenów jest dobre podczas choroby,

jednak kiedy napełniamy nasz świat

chemikaliami i antybiotykami,
zabijamy też resztę naszych mikrobów.

chemikaliami i antybiotykami,
zabijamy też resztę naszych mikrobów.

Nadużywanie antybiotyków, szczególnie u dzieci,

związane jest ze wzrostem ryzyka otyłości,

chorób autoimmunologicznych

i innych problemów związanych z
zaburzeniem flory bakteryjnej.

i innych problemów związanych z
zaburzeniem flory bakteryjnej.

Flora bakteryjna może zacząć szwankować,

czy tego chcemy czy nie,

lub możemy sami zabić ją antybiotykami.

A jak ją odbudować?

Słyszeliście pewnie o probiotykach.

To jeden ze sposobów na odbudowanie

naszej flory bakteryjnej.

W niektórych przypadkach są wysoce efektywne.

Na uniwersytecie Davis zorganizowano projekt,

w którym używa się probiotyków do leczenia i prewencji

martwiczego zapalenia jelit u wcześniaków.

Wcześniaki mają problemy z florą bakteryjną.

Być może probiotyki pomogą w zapobieganiu

rozwoju martwiczego zapalenia jelit

u wcześniaków.

Jednak to bardzo proste rozwiązanie.

Większość pastylek czy jogurtów na rynku,

zawiera 1-2, maksymalnie 5 gatunków,

a nasza flora ma ich tysiące.

Jak odbudować florę bakteryjną

składającą się z tysięcy gatunków?

Jednym ze sposobów, które stosują zwierzęta

jest jedzenie odchodów - koprofagia.

Okazuje się, że wielu weterynarzy,

szczególnie tych starszej daty,

stosowało tzw. "kupo-herbatkę"

w leczeniu kolek, oraz innych problemów u koni,

krów i innych zwierząt.

Robili herbatkę z odchodów zdrowego zwierzęcia

i karmili nim to chore.

Jeśli nie zrobiliście otworu w krowie,

tak by włożyć dłoń do jej żołądka,

przekaz mikrobów doustnie,

a potem przez cały górny odcinek przewodu trawiennego,

nie jest najlepszym sposobem.

Są osoby, które wykonują przeszczepy fekaliów,

zamiast dostarczać kilku mikrobów doustnie,

zamiast dostarczać kilku mikrobów doustnie,

aplikują całą florę probiotyków

od zdrowego dawcy,

od drugiej strony.

Okazało się to skutecznym sposobem

leczenia niektórych chorób zakaźnych,

jak infekcje Clostridium difficile,
które mogą być obecne u ludzi

przez lata.

Odkryto, że przeszczep mikrobów z kału zdrowego dawcy,

może u niektórych wyleczyć

tę infekcję w całym systemie.

Przeszczepy kału i "kupo herbatki" zainspirowały,

nie tylko mnie, lecz też innych naukowców,

do stwierdzenia,

że flora bakteryjna w i na nas jest organem.

Powinniśmy ją traktować jak część nas samych, jak organ,

ostrożnie i z szacunkiem,

nie powinniśmy z nią igrać cesarkami,

antybiotykami czy przesadną czystością,

bez uzasadnienia.

Sekwencjonowanie DNA pozwala wykonać

dokładne badania 100 pacjentów z chorobą Crohna

oraz 100 zdrowych osób.

Lub 100 osób, które brały w dzieciństwie antybiotyki,

oraz 100 osób, które nie brały.

Można w końcu zacząć porównywać florę bakteryjną

i jej geny by sprawdzić, czy się różnią.

Stwierdzimy wtedy, czy te różnice

są współzależne, czy sprawcze.

Badania na myszach i innych zwierzętach

także pomagają, ale ponieważ ta technologia
stała się bardzo tania

także pomagają, ale ponieważ ta technologia
stała się bardzo tania

zaczęto używać jej też do badania ludzi.

Podsumowując, nie powiedziałem wam

reszty historii o cukrzycy.

Okazało się, że mój ojciec był lekarzem

badającym hormony.
Wiele razy mówiłem mu,

że jestem zmęczony, spragniony, źle się czuję.

Nie zwracał uwagi. Albo myślał, że zwyczajnie narzekam,

albo przyjął typową doktorską postawę,

"moim dzieciom nic nie jest."

Całą rodziną pojechaliśmy na zgromadzenie

stowarzyszenia endokrynologów.

Co 5 minut chodziłem do łazienki

i wypijałem wodę ze wszystkich szklanek,

chyba myśleli, że jestem narkomanem.

(Śmiech)

Mówię o tym dlatego,

że społeczność lekarzy,

czasem nie widzi problemu,
który ma przed oczami.

Flora bakteryjna jest przed naszymi oczami.

Zwykle jej nie widzimy.

To malutkie mikroby.

Ale widać je dzięki ich DNA,

dzięki wpływowi jaki wywierają na ludzi.

Należy zacząć brać pod uwagę
florę bakteryjną we wszystkich działach

Należy zacząć brać pod uwagę
florę bakteryjną we wszystkich działach

medycyny.

Nie musi to wpływać na każdy aspekt naszego zdrowia,

ale może.

Potrzeba pełnego atlasu mikrobów

żyjących na ludziach, abyśmy mogli zrozumieć,

jak wpływają na nasze życie.

Jesteśmy nimi, a one nami.

Dziękuję.

(Brawa)