Έχει αποδειχθεί ότι το μικροβίωμα του ανθρώπινου εντέρου επηρεάζει την υγεία με μυριάδες τρόπους. Ο τύπος και η αφθονία των διαφορετικών βακτηρίων μπορούν να επηρεάσουν τα πάντα, από το ανοσοποιητικό σύστημα έως το νευρικό σύστημα. Τώρα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ εκμεταλλεύονται τις δυνατότητες του μικροβιώματος στην καταπολέμηση ασθενειών τροποποιώντας γενετικά ορισμένα βακτήρια για να μειώσουν μια ουσία που προκαλεί πέτρες στα νεφρά. Εάν οι επιστήμονες καταφέρουν να τροποποιήσουν τα βακτήρια του εντέρου, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε θεραπευτικές θεραπείες για ένα ευρύ φάσμα ασθενειών.
Ωστόσο, η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Science, δείχνει ότι αυτό δεν είναι ένα απλό έργο. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το βακτήριο Phocaeicola vulgatus, το οποίο βρίσκεται ήδη στο μικροβίωμα των ανθρώπων, και το τροποποίησαν για να διασπά το οξαλικό και επίσης να καταναλώνει πορφυράνη, ένα θρεπτικό συστατικό που προέρχεται από φύκια. Η πορφυράνη χρησιμοποιήθηκε ως τρόπος ελέγχου του πληθυσμού του Phocaeicola vulgatus είτε προσθέτοντας περισσότερη πορφυράνη είτε μειώνοντας την ποσότητα, κάτι που θα έπρεπε να σκοτώνει τα βακτήρια λόγω έλλειψης τροφής.
Η μελέτη αποτελούνταν από τρία μέρη: ένα μέρος που εξέταζε τα τροποποιημένα βακτήρια σε αρουραίους, μία δοκιμή με υγιείς ανθρώπους και μία δοκιμή σε άτομα με εντερική υπεροξαλουρία (ΕΥ). Η ΕΥ είναι μια πάθηση κατά την οποία το σώμα απορροφά υπερβολική ποσότητα οξαλικού από την τροφή, οδηγώντας σε πέτρες στα νεφρά και άλλα νεφρικά προβλήματα, εάν δεν αντιμετωπιστεί.
Στο πρώτο μέρος της μελέτης, αρουραίοι με αυξημένα οξαλικά στη διατροφή τους παρουσίασαν μείωση του οξαλικού ούρων έως και 47% όταν τα τροποποιημένα βακτήρια προστέθηκαν στο εντερικό μικροβίωμά τους. Στη συνέχεια, οι ερευνητές προκάλεσαν ΕΥ σε αρουραίους μέσω μιας συγκεκριμένης διαδικασίας γαστρικής παράκαμψης που είναι γνωστό ότι προκαλεί επιπλοκές της ΕΥ στους ανθρώπους. Τα αποτελέσματα ήταν πολλά υποσχόμενα.
Οι συγγραφείς της μελέτης λένε: «Η χειρουργική επέμβαση είχε ως αποτέλεσμα αύξηση 51% του οξαλικού ούρων σε αρουραίους που αποικίστηκαν από το στέλεχος ελέγχου, μια αύξηση που εξαλείφθηκε πλήρως σε ζώα που φιλοξενούσαν το στέλεχος που αποικοδομεί το οξαλικό». Επιπλέον, τα τροποποιημένα βακτήρια εξαλείφθηκαν με επιτυχία όταν η πορφυράνη δεν χορηγούνταν πλέον στους αρουραίους.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέτασαν τα τροποποιημένα βακτήρια σε 39 υγιείς ανθρώπους σε μια κλινική δοκιμή φάσης 1/2a. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο αποικισμός στους ανθρώπους ήταν δοσοεξαρτώμενος – δηλαδή καθώς αύξαναν την πορφυράνη, αυξανόταν ο πληθυσμός του Phocaeicola vulgatus – και ήταν αναστρέψιμος μετά την αφαίρεση της πορφυράνης στις περισσότερες περιπτώσεις. Ωστόσο, δύο συμμετέχοντες έδειξαν την επιμονή του Phocaeicola vulgatus στο μικροβίωμά τους, ακόμη και μετά από θεραπεία με αντιβιοτικά.
Αυτό έδειξε ότι τα βακτήρια είχαν μεταλλαχθεί ανταλλάσσοντας γενετικό υλικό με άλλα βακτήρια στο μικροβίωμα. Ευτυχώς, οι συμμετέχοντες δεν παρουσίασαν επικίνδυνες επιπτώσεις από τον παρατεταμένο αποικισμό. Ωστόσο, αυτή η μετάλλαξη υπογραμμίζει τις ατέλειες που παραμένουν στη διαδικασία.
Τα αποτελέσματα για τους ασθενείς με EH έδειξαν επίσης ότι αντιμετώπισαν προβλήματα, αλλά έδειξαν κάποια πρόοδο. Έξι από τους εννέα συμμετέχοντες με ηλεκτρολυτική υπερτροφία (ΕΗ) υποβλήθηκαν σε θεραπεία και, κατά μέσο όρο, αυτοί οι συμμετέχοντες παρουσίασαν μείωση 27% των οξαλικών αλάτων στα ούρα τους. Αυτό το αποτέλεσμα δεν θεωρείται στατιστικά σημαντικό, αλλά προσφέρει κάποια ελπίδα για μελλοντικές μελέτες με μεγαλύτερο μέγεθος δείγματος.
Η ομάδα ΕΗ έδειξε επίσης στοιχεία ότι κάποιο βαθμό γενετικής μετάλλαξης εμφανίστηκε στα τροποποιημένα βακτήρια. Με την πάροδο του χρόνου, η αποτελεσματικότητα του τροποποιημένου Phocaeicola vulgatus υποβαθμίστηκε λόγω της μεταφοράς γονιδίων με τα περιβάλλοντα βακτηριακά στελέχη. Αυτό δεν προκάλεσε ανεπιθύμητες ενέργειες στους συμμετέχοντες. Αυτή η μελέτη επιβεβαιώνει ότι ορισμένες προκλήσεις παραμένουν, αλλά ότι σημειώνεται πρόοδος.
Η μελλοντική έρευνα μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των μεθόδων και στη μείωση της πιθανότητας μεταλλάξεων σε τροποποιημένα βακτήρια. Οι συγγραφείς είναι γενικά αισιόδοξοι, δηλώνοντας: «Δείξαμε ότι είναι δυνατό να αποικιστούν οι άνθρωποι με ένα τροποποιημένο εντερικό συμβιωτικό για παρατεταμένο χρονικό διάστημα σε υψηλά επίπεδα. Μία εφάπαξ δόση του στελέχους ήταν επαρκής για αποικισμό εάν στο άτομο παρεχόταν κατάλληλη γαστρική προστασία και ακόμη και σε υψηλές δόσεις πορφυράνης, η θεραπεία ήταν ασφαλής και καλά ανεκτή».
