Microbiomul uman – în dinamică din prima până în ultima zi de viaţă. Cum ajută înţelegerea sa pentru prevenția și tratarea bolilor?
Totalitatea microorganismelor care se află în interiorul şi pe suprafaţa corpului uman, microbiomul, reprezintă un factor important care influenţează starea de sănătate a gazdei umane, motiv pentru care este necesară înţelegerea şi caracterizarea sa compoziţională şi funcţională. Tipurile de microorganisme şi abundenţa lor se modifică pe parcursul vieţii, astfel că studiul microbiomului poate indica vârsta unei persoane. Toate transformările pe care le parcurge microbiomul uman, din perioada fetală până la deces sunt descrise într-un nou review publicat în Nature.
La nivelul microbiomului sunt codificate între 2 milioane şi 20 de milioane de gene, genomul uman cuprinzând 20-25.000 de gene. Astfel, 99,9% dintre genele aflate în corpul uman aparţin microorganismelor asociate. Fiecare regiune a corpului colonizată de microorganisme prezintă un ecosistem unic, iar compoziţia microbiomului diferă de la o persoană la alta. Succesiunea la nivelul microbiomului reprezintă o schimbare referitoare la prezenţa, abundenţa relativă sau absolută a unuia sau mai multe microorganisme care fac parte dintr-o comunitate microbiană.
Microbiomul constituie o componentă dinamică a organismului uman, influenţând procesele patologice şi fiziopatologice ale gazdei, cu implicaţii în apariţia şi progresia bolilor, precum şi în îmbătrânire. Compoziţia microbiană, la rândul ei, este influenţată de diverse boli, spre exemplu infecţiile cu localizare intestinală, dar şi de dietă, utilizarea antibioticelor sau consumul altor medicamente.
Microbiomul poate fi modificat în mod intenţionat pe parcursul vieţii unei persoane, dar pentru ca o astfel de intervenţie să fie benefică, este necesară înţelegerea relaţiei dintre microorganismele care îl alcătuiesc şi gazda umană, raporturile funcţionale ce se stabilesc între speciile din componenţa microbiomului şi importanţa compoziţiei şi funcţiei sale pentru sănătatea umană.
Pe parcursul vieţii umane, microbiomul parcurge trei succesiuni principale
Succesiunea primară începe la naştere, prin contactul cu microbiomul mamei şi metaboliţii săi. Unele dintre aceste microorganisme vor începe să colonizeze diverse regiuni din corpul nou-născutului. Speciile microbiene vor forma comunităţi care vor prolifera şi care îşi vor creşte diversitatea, până ating o stabilitate structurală relativă. Factorii importanţi pentru stabilirea compoziţiei microbiomului în această perioadă sunt: interacţiunea cu metaboliţii microbienii pe parcursul perioadei fetale, tipul de naştere şi vârsta gestaţională la naştere, tipul de alăptare şi iniţierea diversificării, dieta pe parcursul creşterii, factorii de mediu, precum localizarea geografică, familia, condiţiile de igienă şi stilul de viaţă.
Contactul sistemului imun cu metaboliţii microbieni de origine maternă (“immune imprinting”) în perioada fetală va influenţa ulterior compoziţia microbiomului normal şi patologic. Consumul de antibiotice sau existenţa unei boli inflamatorii intestinale la mamă, asociate cu un microbiom alterat, determină o creştere a riscului de dezvoltare a unor afecţiuni la copil.
Succesiunile secundare pot fi cauzate de diverşi factori externi sau interni, cel mai puternic element disruptiv fiind consumul de antibiotice. Modificările microbiomului vor evolua în timp către o nouă stare de stabilitate, identică sau diferită de cea iniţială. În contextul unor situaţii patologice, precum bolile inflamatorii intestinale, compoziţia microbiană se menţine instabilă. Studiul restaurării microbiomului după contactul cu un element perturbator poate să ghideze intervenţii de tipul refacerii ţintite a compoziţiei microbiene, cu ajutorul prebioticelor, probioticelor, antibioticelor şi altor medicamente sau prin transplantul microbiomului de la alte persoane.
Înaintarea în vârstă afectează toate procesele celulare şi moleculare din corpul uman, inclusiv cele care implică microbiomul. Diversitatea microbiomului unei persoane scade, însă variază foarte mult de la un om la altul la această vârstă, motiv pentru care studiul său este îngreunat. Decesul persoanei nu înseamnă şi dispariţia microbiomului său. Compoziţia microbiană este relativ stabilă în primele 24-48 de ore post-mortem, urmând ca apoi să fie favorizată dezvoltarea microorganismelor implicate în putrefacţie. Microbiomul se modifică şi devine complet diferit de cel din timpul vieţii, scade diversitatea, iar compoziţia sa se aseamănă de la un individ la altul.
Citeşte şi:
- Ce înseamnă alimentația sănătoasă? Noi date arată impactul interacțiunii dintre microbiom, dietă și organismul uman
- STUDIU. Integrarea datelor despre microbiom şi metabolom crește acuratețea evaluării riscului de boli precum diabetul zaharat sau bolile inflamatorii intestinale
- STUDIU. Modificări specifice ale microbiomului intestinal, asociate cu dezvoltarea poliartritei reumatoide