Το ανθρώπινο μικροβίωμα στην υγεία και στην νόσο
Το ανθρώπινο σώμα αποικίζεται από μικρόβια τουλάχιστον 10 φορές περισσότερα από τον αριθμό των κυττάρων του (10-100 τρισεκατομμύρια μικροοργανισμοί), τα οποία ζυγίζουν μόνο 200 γραμμάρια και το γενετικό τους υλικό είναι 100πλάσιο του συνόλου των ανθρώπινων γονιδίων. Η πλειοψηφία δε των μικροβίων αυτών ανευρίσκεται στο γαστρεντερικό μας σωλήνα. Το σύνολο αυτών των μικροοργανισμών (ευκαρυωτικοί, αρχαία, βακτήρια και ιοί), η γενετική πληροφορία που φέρουν και το περιβάλλον στο οποίο αλληλεπιδρούν αποτελεί το ανθρώπινο μικροβίωμα, όρος που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τους Lederberg και McCray το 2001. Μέχρι την δεκαετία του 1990, η γνώση της σύστασης της μικροβιακής χλωρίδας βασιζόταν στην καλλιέργεια των βακτηρίων σε θρεπτικά υποστρώματα και την απομόνωση τους. Η προσέγγιση αυτή είχε ως αποτέλεσμα την ανίχνευση του 20-40% της μικροχλωρίδας του ανθρώπινου σώματος. Ωστόσο, η πρόοδος της βιοτεχνολογίας αναζωπύρωσε το ενδιαφέρον ελέγχου της μικροβιακής χλωρίδας του ανθρώπινου σώματος. Ιδιαίτερα σημαντική ήταν η χρησιμοποίηση της μεθόδου ταξινόμησης των μικροβίων βάσει της αλληλουχίας του 16S rRNA γονιδίου, η οποία επέτρεψε λεπτομερή περιγραφή της σύνθεσης των μικροχλωρίδων και ιδιαίτερα εκείνης του εντέρου. Πιο πρόσφατα, η ανάπτυξη ταχύτερων και πιο εξελιγμένων μεθόδων προσδιορισμού της αλληλουχίας του DNA, όπως είναι η Αλληλούχηση Νέας Γενιάς και η επεξεργασία του πλήθους των δεδομένων με προγράμματα βιοπληροφορικής έχει επιτρέψει τη μελέτη των μικροβιακών πληθυσμών κατευθείαν από το περιβάλλον τους, χωρίς την ανάγκη καλλιέργειας και απομόνωσης. Η μεταγονιδιωματική αυτή ανάλυση αποτελεί νέο και αποτελεσματικό εργαλείο για την ανάλυση των μικροβιακών πληθυσμών και παρέχει πληροφορίες για τη νουκλεοτιδική αλληλουχία των γονιδίων από το σύνολο του γονιδιώματος της μικροχλωρίδας. Η εν λόγω ανάλυση μας επιτρέπει λεπτομερή περιγραφή του συνόλου των γονιδίων που υπάρχουν στη μικροχλωρίδα και την αναγνώριση του λειτουργικού και βιολογικού ρόλου των μικροχλωρίδων τόσο στη φυσιολογική όσο και στη νοσηρή κατάσταση στον άνθρωπο.
Η εμπλοκή των μικροβίων του εντέρου στην ανάπτυξη και την ωρίμανση ξεκινά από τη μήτρα, αφού βακτήρια έχουν εντοπιστεί στον πλακούντα υγιών μητέρων. Μετά τη γέννηση, το βρέφος αποκτά μικρόβια από το περιβάλλον, τα τρόφιμα και τους κοντινούς ανθρώπους και στη συνέχεια τον πρώτο μήνα της ζωής, το μικροβίωμα του εντέρου είναι λιγότερο σταθερό και η βιοποικιλότητά του θα αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου. Ο τοκετός (φυσιολογικός ή καισαρική τομή), καθώς και η διατροφή (θηλασμός ή βρεφικό γάλα) είναι παράγοντες που επηρεάζουν έντονα τη σύνθεση του μικροβιώματος του εντέρου, αφού εξελίσσεται ταχέως και σταθεροποιείται σε ηλικία περίπου 3 ετών.
Οι μέχρι τώρα μελέτες που έχουν γίνει, ή βρίσκονται σε εξέλιξη, αφορούν κυρίως στη μελέτη του μικροβιώματος του εντέρου. Οι πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου, των θρεπτικών ουσιών που διασχίζουν το γαστρεντερικό σωλήνα, των μεταβολικών προϊόντων και ο ίδιος ο ανθρώπινος ξενιστής συμβάλλουν στη δυναμική ισορροπία μεταξύ υγείας και ασθένειας. Η πληθώρα των μελετών στην παγκόσμια βιβλιογραφία αναφέρονται στην επικράτηση τεσσάρων κυρίως φύλων μικροοργανισμών, των Fimicutes, Bacteroides, Proteobacteria και Actinobacteria, η αναλογία των οποίων ποικίλλει ανάλογα με την ανατομική περιοχή του σώματος την οποία μελετάμε.
Έχει αποδειχτεί πλέον από την παγκόσμια βιβλιογραφία, ότι η σύνθεση του μικροβιώματος επηρεάζει την εμφάνιση, την πορεία, αλλά και την έκβαση μιας πληθώρας νοσημάτων. Οι φλεγμονώδεις παθήσεις του εντέρου (ελκώδης κολίτιδα και νόσος του Chron) ήταν από τα πρώτα νοσήματα που μελετήθηκαν και πλέον υπάρχει σαφής συσχέτιση μεταξύ τους, όπως και με τον ορθοκολικό καρκίνο, αλλά και άλλα κακοήθη νοσήματα. Νοσήματα του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος, επιληψία, νόσος Alzheimer, σχιζοφρένεια, κατάθλιψη, φαίνεται να επηρεάζονται άμεσα από τη σύσταση της μικροβιακής μας χλωρίδας, κυρίως μέσω του άξονα εντέρου-εγκεφάλου. Και φυσικά δεν θα μπορούσαμε να μην αναφέρουμε την παχυσαρκία, μια που πλέον έχει αποδειχτεί ότι συγκεκριμένα βακτήρια της χλωρίδας μας, οδηγούν σε αύξηση βάρους, λόγω του αποτελεσματικότερου μεταβολισμού των ενεργειακών πηγών με συνέπεια την αύξηση στην απορρόφηση των θερμίδων, ενώ φαίνεται ότι δρουν άμεσα και στα επιθηλιακά κύτταρα.
Τέλος, θα πρέπει να τονίσουμε και τη σημασία του μικροβιώματος στην εμφάνιση συχνών λοιμώξεων της ουρογεννητικής οδού, κυρίως στις γυναίκες, όπου φαίνεται ότι συγκεκριμένη σύσταση του κολπικού μικροβιώματος οδηγεί σε συχνότερη εμφάνιση αυτών.
Η “ανάλυση”, παρακολουθώντας τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στην μεταγονιδιωματική, εκτελεί με αξιοπιστία την ανίχνευση του ανθρώπινου μικροβιώματος με τη μέθοδο της Αλληλούχησης Νέας Γενιάς, προσφέροντας όλα τα οφέλη της μεταγονιδιωματικής ανάλυσης στη διάθεση των θεραπόντων ιατρών για την αντιμετώπιση πληθώρας νοσηρών καταστάσεων.
