Kdybyste se před dvaceti lety zeptali jakéhokoli neurovědce na světě, jestli výkaly střevních bakterií mohou zpomalit průběh neléčitelné mozkové nemoci, zasmáli by se a nechali by vás vyšetřit na úplně jinou diagnózu, spojenou se sníženým intelektem. Z nedávného výzkumu provedeného na Stanfordově Univerzitě v Kalifornii, o němž informuje Shelly Fan na webu Singularity Hub, však vyplývá, že střevní bakterie mají na funkci psychiky nezanedbatelný vliv, a dokonce dokážou zlepšit vyhlídky pacientů s amyotrofickou laterální sklerózou. Na tuto nemoc nedávno zemřel Martin Přecechtěl, který si radši zvolil eutanázii, než aby zůstal upoutaný na lůžko.
Propojení střev a mozku patří k neslibnějším možnostem neurovědy. Doktor Eran Blacher ze Stanfordovy univerzity toto zjištění považuje za naprostou změnu paradigmatu v přístupu k léčení neurodegenerativních onemocnění. O výsledcích svého bádání publikoval v časopise Science kontroverzní, ale oceňovaný článek. Píše v něm, že při péči o pacienty se zákeřnými nemocemi, které nevratně ničí mozek nebo nervová spojení, bychom se měli soustředit na orgány, které se nacházejí „od krku dolů“. Konkrétně na střeva.
Ačkoliv označení neurodegenerativní poruchy zní odborně, zná je téměř každý. Alzheimerova choroba připravuje staré lidi o vzpomínky a kognitivní schopnosti. Parkinsonova nemoc roztřese končetiny. ALS pomalu zabíjí pohybové neurony a bere člověku kontrolu nad vlastním tělem, dokud zcela neochrne a nezemře na selhání plic. Žádná z potíží se v současné době nedá léčit, zbývají jen pokusy o zmírnění a zpomalení průběhu.
Geneticky upravený jogurt
Blacher tvrdí, že progres v léčbě brzdí právě dogmatické soustředění lékařů na mozek. Co kdybychom se mohli o mozek starat na dálku, skrze střeva jako přes telefonní linku? Zní to zvláštně, ale možnost, že neurodegenerativní onemocnění lze zpomalit pomocí geneticky upraveného jogurtu, šokuje ještě víc.
O svůj životní prostor se neustále dělíme s miliony mikrobů, kteří v klidu obývají naši kůži a vnitřní orgány. Všichni mikroskopičtí společníci dohromady váží více než lidský mozek. Žijí s člověkem v symbióze. Střevní bakterie například pojídají nestrávené zbytky potravy a vylučují chemikálie, které tělu pomáhají zbavit se toxických látek, a zároveň syntetizují důležité vitamíny, jež naše střevní stěna vstřebá. V lidském těle žije celá zoologická zahrada. Přírodovědci objevili na tisíc druhů střevních mikroorganismů, jejichž složení se jako v každém jiném ekosystému dramaticky mění podle okolního prostředí.
Před více než deseti lety se střeva díky obrovskému počtu studií stala oblíbeným orgánem neurovědců. Doktor John Cryan a psychiatr Ted Dinan na vysoké škole University College Cork v Irsku zjistili, že u myší vyladění střevní mikroflóry ovlivňuje chování. Některé začaly být v závislosti na stravě vystrašené, jiné utlumené a další vykazovaly znaky autismu či nespavosti. Pokud myš zbavili symbiotických bakterií pomocí antibiotik, její mozek přestal vytvářet nové neurony v hippokampu, který je nezbytný pro paměť a učení. Jiné studie prokázaly, že probiotická léčba odkáže zmírnit deprese a úzkosti, alespoň tedy u hlodavců. Zjištění vedlo ke „zlaté horečce“, během které se vědci předháněli v léčení mozku pomocí speciálně vytvořených jogurtů.
„Střevní mikroflóru považujeme za nezbytnou, protože je s metabolismem hostitele natolik propojená, že funguje jako přehlížený orgán,“ napsala doktorka Elizabeth Sublette s kolegy z Kolumbijské univerzity v komentáři.
Linka střevo-mozek
Další studie odhalily že střeva propojuje s mozkem několik drah, skrze které mohou bakterie poslat chemikálie v krvi přímo do hlavy. Střeva působí na bloudivý nerv, jenž vysílá elektrické impulsy do mozku, a pozměnit jeho funkci. Bleachera ale zaujalo hlavně to, jak si střeva dokážou pohrát s imunitním systémem, což ovlivňuje progres několika neurodegenerativních chorob včetně ALS. Ačkoli tento druh sklerózy vzniká na genetickém základě, DNA zaviní jen 19 procent případů, což naznačuje, že rozvoj onemocnění závisí i na dalších faktorech, které by mohly pomoci s léčbou.
„Věřím, že některé odpovědi získáme studiem střev a dalších biologických procesů, ke kterým v těle dochází. Možná vrhnou nové světlo na staré otázky a snad se dočkáme revoluce v neurovědě,“ říká Blacher.
Postdoktorský student ze Stanfordu s kolegy provedl experiment s transgenními myšmi, kterým způsobili mutaci Sod-1, což je genetická forma ALS. Do měsíce se u nich rozvinuly vážné pohybové příznaky. Padaly z otočné větvičky a na rozdíl od svých divokých příbuzných s nedotčeným mikrobiomem se nedokázaly udržet na visícím drátku. Při nahlédnutí do struktury páteře myši výzkumníci zjistili, že zvířatům, která dostávala antibiotika, odumíraly motorické neurony mnohem rychleji, což patří mezi příznaky pokračující ALS.
Mikrobiom závisí na prostředí, protože mikrobi nás neustále obklopují, takže tým umístil pokusné hlodavce do sterilního prostředí, kde mohl porovnat střevní mikroflóru zdravých myší a těch se Sod-1 mutací. Sbírali a geneticky analyzovali jejich výkaly. Z nich vybrali asi deset druhů bakterií, které se nejvíce lišily mezi zdravými a zmutovanými myšmi. Během dalších pokusů dávali jeden druh bakterie po druhém hlodavcům se zdecimovanou mikroflórou, aby zjistili, jak se budou chovat.
Jogurtový drink proti stárnutí
„Získali jsme probiotický přístup,“ říká Blacher. Vědci myším přidali jogurtové bakterie do napáječky. Jeden druh mikroorganismu, A. muciniphila, se velmi osvědčil. Když ho myši konzumovaly jednou týdně, jejich pohybová koordinace se rychle zlepšovala. Po osmdesáti dnech léčby se vyrovnaly zdravým zvířatům. V porovnání s neléčenými myšmi s ALS nebo s těmi, které dostávaly náhodné bakterie, žily déle. Dokonce i po 140 dnech jejich mozky vykazovaly menší poškození, přičemž myš trpící ALS běžně tou dobou již umírala.
Konzumace zdravých bakterií zpomaluje neurodegenerativní choroby. Zní to neuvěřitelně, a proto tým v dalším experimentu sesbíral obrovský objem dat, aby vysledoval zdroj zlepšení. Analyzovali všechny chemikálie, které bakterie vypouštěly do těla. Zaujal je nikotinamid, což je forma vitamínu B, která se používá v boji proti stárnutí.
Výzkumníci příště vynechali bakterie a rovnou myši s ALS naočkovali nikotinamidem. Látka vyvolala stovky genetických změn souvisejících s funkcí nervové soustavy. Největší dopad měla na schopnost mozku neutralizovat superoxidové radikály, které jinak trhají křehké membrány buněk.
O myších a lidech
Tyto výsledky jsou sice velmi slibné, ale mezi myšmi a lidmi je přece jen velký rozdíl a většina léků vývojovou propast mezi námi nepřeskočí. Výzkumný tým sesbíral vzorky stolice od 29 pacientů s ALS a zdravých členů jejich rodiny, kteří s nimi sdílejí prostředí a geneticky si předali mikrobiom. Složení bakterií se lišilo jen v detailech, ale vědci objevili ve spoustě genů změny, které souvisí s nikotinamidem. Čím nižší byla hladina látky, tím horší formou nemoci pacient trpěl. „To si říká o hojné začlenění A. muciniphila do budoucích studií,“ říkají autoři článku.
Pokusy o léčbu ALS nebo jiných neurodegenerativních onemocnění bakteriemi jsou stále v plenkách. Ale začíná být jasné, že cokoli se stane ve střevech, může mít obrovský, zatím neprozkoumaný efekt na mozek. Bleacherovy hypotézy se budou muset klinicky testovat na lidech.
Nové nástroje genetického sekvenování občas dovolí vědcům nahlédnout do genetického vzorce každé bakteriální i lidské buňky. Ve světle nových zjištění budou vědci muset přehodnotit přístup k léčbě nervové soustavy. Když přidáme do jogurtu dávku CRISPRu nebo jiné genetické technologie, můžeme si představovat na míru šité směsi bakterií, co nás budou zásobovat látkami, jako je nikotinamid. Budou jako živá, neustále dostupná lékárna, která dokáže zpomalovat nebo odvrátit problémy stáří.
