Džonatan Ajzen (Jonathan Eisen): Upoznajte svoje mikrobe

Počeću jednom kratkom pričom. Odrastao sam u susedstvu. Kada sam imao 15 godina, smatrao sam za sebe da sam robustan, mlad atletski građen tip ali tokom četiri meseca polako sam slabio i skoro da sam postao žrtva gladi sa osećajem neutoljive žeđi. Skoro sam "svario" svoje telo. Svega ovoga sam postao svestan kada sam otišao na "bekpek" putovanje, u stvari, na moje prvo takvo putovanje, na Old Rag planinu u Zapadnoj Virdžiniji i kada sam uranjao lice u barice vode i pio kao pas.

Te noći su me odveli u Hitnu pomoć i dijagnostikovali su mi dijabetes tip 1 sa potpunom ketoacidozom. I oporavio sam se, zahvaljujući čudima savremene medicine, insulinu i drugim stvarima i povratio sam svu svoju težinu, čak i više od toga.

Posle ovoga nešto se skupljalo u meni. Razmišljao sam o tome šta je bio uzrok dijabetesu. Znate, dijabetes je autoimuno oboljenje gde se organizam bori sa sobom i jedno vreme su ljudi mislili da je nekako možda izloženost patogenu aktivirao moj imuni sistem da se bori sa patogenom, a zatim da uništi ćelije koje proizvode insulin. I ja sam dugo tako mislio, i to je, u stvari, ono na šta se medicina i ljudi prilično fokusiraju, a to je da mikrobi čine loše stvari. I sada mi treba moj pomoćnik. Možda je prepoznajete.

Juče sam išao, izvinite, preskočio sam nekoliko govora, i išao sam do Nacionalne akademije nauka gde su prodavali igračke, ogromne mikrobe. Evo, idemo! Ako ste uhvatili neku, dobićete bolest koja jede meso. Moram da povratim svoju veštinu za bejzbol.

(Smeh)

Pa, na žalost, ali nije iznenađujuće, većina mikroba koje prodaju u Nacionalnoj akademiji su patogeni. Svi se fokusiraju na stvari koje nas uništavaju pa sam tako i ja. Ispostavlja se da smo prekriveni oblakom mikroba i oni nam uglavnom čine dobro, više nego što nas uništavaju. I tako, ovo nam je poznato već izvesno vreme. Ljudi koriste mikroskope da pogledaju mikrobe kojima smo prekriveni, znam da ne obraćate pažnju na mene, ali...

(Smeh)

Ti mikrobi koji nas pokrivaju. I ako ih pogledate u mikroskopu možete videti da, u stvari, imamo 10 puta više ćelija mikroba nego što imamo ljudskih ćelija. Masa mikroba je veća od mase našeg mozga.

Mi smo bukvalno ekosistem koji vrvi od mikroorganizama. I nažalost, ako želite da saznate nešto o mikroorganizmima, nije dovoljno da ih samo gledate na mikroskopu. Upravo smo čuli o sekvenciranju DNK. Ispostavlja se da je najbolji način da posmatramo mikrobe i da ih razumemo, taj da pratimo njihov DNK. To upravo i radim već 20 godina, koristim sekvenciranje DNK, sakupljam primerke sa raznih mesta, uključujući i ljudsko telo, zatim čitam DNK nizove i koristim to da saznam o mikrobima koji su na određenom mestu.

I ono što je neverovatno kad koristite ovu tehnologiju na primer, posmatrajući ljude, nije da smo samo prekriveni morem mikroba. Ima na hiljade i hiljade različitih vrsta mikroba na nama. Milioni gena mikroba nas pokrivaju u našem ljudskom mikrobiomu. Tako, diverzitet mikroba se razlikuje od čoveka do čoveka i ono o čemu ljudi razmišljaju u zadnjih 10 godina, možda i 15, da su ovi mikrobi, ovaj oblak od mikroba oko nas i varijacije među nama, možda odgovorne za razlike u zdravlju i u bolestima kod ljudi.

Evo vraćam se na priču koju sam vam pričao o dijabetesu. Ispada da ljudi sada misle da jedan od okidača za dijabetes tipa 1 nije borba sa patogenom, nego, u stvari, pokušaj pogrešne komunikacije sa mikrobima koji žive u nama i na nama. I možda je nekako ta zajednica mikroba nestala sa mene i to je pokrenulo neku vrstu odgovora imunosistema što je dovelo do uništavanja ćelija koje proizvode insulin u mom telu.

Ono o čemu želim da vam pričam nekoliko minuta je, šta su ljudi saznali, posebno koristeći tehniku sekvenciranja DNK za proučavanje oblaka mikroba koji žive u nama i na nama. Želim da vam ispričam priču o jednom ličnom projektu. Moje prvo lično iskustvo u vezi sa proučavanjem mikroba na ljudskom telu potiče, u stvari, iz jednog govora koji sam održao ovde, blizu, u Džordžtaunu.

Ja sam govorio i jedan porodični prijatelj, koji je slučajno bio dekan Medicinske škole u Džordžtaunu, je bio tamo i posle je došao do mene da mi kaže da rade studiju o transplantaciji ileuma kod ljudi. I hteli su da vide mikrobe posle transplantacije.

Tako sam počeo saradnju sa ovim osobama, sa Majklom Zaslofim i Tomasom Fišbajnom, da proučimo mikrobe koji su zaposeli ileum posle transplantacije na primaoca. Mogu da vam pričam o svim detaljima ove mikrobijalne studije koju smo radili, ali razlog zbog čega želim da vam ispričam ovu priču je nešto zaista upečatljivo što su činili na početku ovog projekta. Uzeli su ileum pun mikroba od davaoca i imali su primaoca koji bi mogao imati problem sa njihovom mikrobijalnom zajednicom, recimo sa Kronovom bolešću i zato su sterilisali ileum davaoca. Očistili su sve mikrobe i presadili ileum u primaoca. Učinili su ovo jer je to bila uobičajna praksa u medicini, iako je bilo očigledno da to nije dobra ideja.

I srećom, tokom ovog projekta, hirurzi koji su vršili presađivanje, a i drugi ljudi, odlučili su da zaborave na uobičajenu praksu. Morali su da promene nešto. U stvari, ostavili su malo mikrobijalne zajednice na ileumu. Ostavili su mikrobe davaoca, i teoretski, ovo je moglo da pomogne onima koji primaju ovaj transplantat ileuma.

I tako, ljudi - ovo je studija koju sam zaista radio. U poslednjih nekoliko godina postoji velika ekspanzija upotrebe DNK tehnologije za proučavanje mikroba u ljudima. Postoji nešto što se zove Projekat ljudskog mikrobioma koji se sprovodi u SAD i projekat MetaHIT u Evropi i mnogo drugih projekata.

I kada se uradi mnoštvo studija, ljudi su shvatili, na primer, kada se beba rodi, tokom vaginalnog porođaja, kolonije mikroba se prenose sa majke na dete. Postoje faktori rizika kod carskog reza, neki od tih faktora rizika mogu nastati zbog odsustva prenošenja kolonija kada se beba vadi iz majke, a ne rađa se preko porođajnog kanala. Mnoštvo drugih studija je pokazalo da mikrobijalne zajednice sa kojima živimo pomažu u razvoju imunosistema, pomažu da se izborimo sa patogenima, pomažu u metabolizmu i određuju vreme razmene materije, verovatno određuju naš miris, možda čak i oblikuju naše ponašanje na razne načine.

Dakle, ove studije su dokumentovale ili nagovestile raznovrsne, važne uloge mikrobijalnih zajednica, ovog oblaka, ne-patogena, sa kojima živimo. I mislim da je jedno područje veoma zanimljivo, možda vam je i poznato, sad kad smo izbacili mikrobe u masu, a ja volim da ga zovem "klicofobijom" Ljudi su zaista za čistoću, zar ne? Imamo antibiotike na radnim površinama u kuhinji, ljudi stalno peru svaki deo svog tela, ubacujemo antibiotike u hranu, u naše zajednice, prekomerno uzimamo antibiotike.

Dobro je uništavati patogene kad ste bolesni, ali bi trebalo da shvatimo da, kada unosimo hemikalije i antibiotike u naš svet, takođe uništavamo oblak mikroba sa kojima živimo. Prekomerna upotreba antibiotika, naročito kod dece, može biti faktor rizika za gojaznost, za autoimune bolesti, za različite probleme prouzrokovane razbijanjem mikrobijalne zajednice.

Može doći do devijacije mikrobijalne zajednice hteli to ili ne ili ih možemo uništiti antibioticima, ali šta možemo učiniti da ih vratimo? Siguran sam da su mnogi čuli za probiotike. Možete pokušati da vratite mikrobijalne zajednice uz pomoć probiotika. U nekim slučajevima su se definitivno pokazali efikasnim. Na Dejvis Univerzitetu u Koloradu u toku je projekat gde ljudi koriste probiotike za lečenje, prevenciju nekrotičnog enterokolitisa kod prevremeno rođene dece. Prevremeno rođena deca zaista imaju problem sa mikrobijalnom zajednicom. Moguće je da probiotik pomaže u prevenciji razvoja ovog užasnog nekrotičnog enterokolitisa kod prevremeno rođenih.

Ali probiotici su samo mali deo rešenja. Većina tableta koje uzimate ili jogurt koji pijete sadrži samo jednu ili dve vrste probiotika ili možda pet, a u čoveku postoje na hiljade vrsta. Stoga, šta možemo učiniti da vratimo mikrobijalnu zajednicu kad ih imamo na hiljade vrsta?

Pa, izgleda da životinje jedu kaku -- koprofagija. Izgleda da mnogi veterinari, naročito iskusni, prave nešto što bi nazvali "čaj od izmeta", da bi lečlii bol u stomaku i druge bolesti kod konja i krava i slično, gde se pravi čaj od izmeta zdrave životinje i time se hrani bolesna životinja. Mada, kada je kod krave burag otvoren i možete da stavite ruku unutra teško je zamisliti da "isporuka" mikroba direktno u usta i kroz ceo gornji deo sistema za varenje najbolji način za ubacivanje mikroba, pa ste možda čuli da se kod ljudi sada radi transplantacija fecesa, što je bolje nego ubacivanje par probiotskih mikroba preko usta. Sada se ubacuju zajednice probiotika, zajednice mikroba uzetih od zdravog davaoca, ali s drugog kraja.

Ispostavilo se da je ovaj način veoma efikasan u borbi protiv određenih upornih zaraznih bolesti, kao što je infekcija gram pozitivnim bakterijama Clostridium difficele koja može trajati godinama. Transplantacija fecesa, mikroba iz fecesa, od zdravog davaoca, pokazala se kao lek za infekciju ljudi zaraženih Clostridium diff. bakterijom.

Ove fekalne transplantacije ili čaj od izmeta, pokazalo se, a i mnogi misle slično, da je mikrobijalna zajednica - jedan organ. Trebalo bi da ga smatramo funkcionalnim organom, delom nas samih. Trebalo bi da ga lečimo pažljivo i sa poštovanjem, ne bi trebalo da se zafrkavamo s tim, recimo carskim rezom antibioticma, preteranom čistoćom, bez nekog zaista dobrog opravdanja.

Tehnologija sekvenciranja DNK sada omogućava ljudima da detaljno prouče, recimo, 100 pacijenata sa Kronovom bolešću i 100 ljudi bez te bolest. Ili 100 ljudi koji su uzimali antibiotike kada su bili mali i 100 ljudi koji nisu uzimali antibiotike. I sada možemo početi upoređivanje zajednice mikroba i njihovih gena, da vidimo ima li razlike. I na kraju moći ćemo da shvatimo da razlike nisu samo korelativne već i uzročne. Proučavanje miša ili nekih drugih životinja takođe pomaže, ali ljudi sad koriste ove tehnologije jer je proučavanje mikroba na mnoštvu ljudi postalo veoma jeftino.

Pa, da zaokružim, ono o čemu hoću da vam pričam, a nisam još ispričao, je deo priče o tome kako sam dobio dijabetes. Moj otac je bio doktor medicine u stvari, proučavao je hormone. Mnogo puta sam mu rekao da sam umoran, žedan, da se ne osećam baš dobro. Samo je slegao ramenima misleći da se previše žalim ili je to bilo ono tipično doktorsko: "Mojoj deci ništa ne fali". Išli smo porodično na susret Međunarodnog udruženja endokrinologa u Kvebek. Svakih pet minuta sam ustajao da piškim i svu vodu sa stola sam popio i mislim da su me smatrali za narkosa.

(Smeh)

Ovo vam govorim jer medicinari, kao moj otac na primer, ponekad ne vide šta imaju ispred sebe. Mikrobijalni oblak je upravo ispred nas. Uglavnom ga ne vidimo. Nevidljiv je. Mikrobi su majušni. Ali ih vidimo kroz DNK i kroz uticaj koji imaju na ljude.

Sada nam je potrebno da počnemo razmišljati o mikrobijalnoj zajednici u kontekstu celokupne medicine. Ne znači da utiče na sve u nama, ali mogao bi. Treba nam sveobuhvatan vodič za mikrobe sa kojima živimo, da bismo razumeli kako utiču na naš život. Mi smo oni. Oni su mi.

Hvala.

(Aplauz)