Webinar prof. John Ionescu: Implicarea microbiomului intestinal în bolile alergice, autoimune și neoplazice

Microbiomul uman

Microbiomul este comunitatea ecologică a microorganismelor comensale, simbiotice și patogene care împart spațiul corpului nostru.

Microbiomul uman cuprinde flora care se găsește la nivelul pielii, gurii, intestinului și vaginului. Numărul de celule microbiene este de 10 ori mai mare decât numărul de celule din corpul uman, iar numărul de gene microbiene este estimat a fi de 100 de ori mai mare decât numărul de gene umane.

Flora pielii – microbiomul pielii este format din microorganismele care se află pe piele. Numărul total de bacterii la un om mediu a fost estimat la 100 de trilioane. Majoritatea se găsesc pe suprafața epidermei și în părțile superioare ale foliculilor de păr.

Flora bucală – microbiomul salivar uman poate juca un rol în bolile cavității bucale și poate interacționa cu microbiomul din alte părți ale corpului uman (în special tractul intestinal), dar se cunosc puține despre variația normală a acestui microbiomului.

Flora intestinală – se estimează că în intestinul uman trăiesc între 500 și 1000 de specii de bacterii. Celulele bacteriene sunt mult mai mici decât celulele umane și există în organism de cel puțin zece ori mai multe bacterii decât celulele umane.

Se estimează că masa microorganismelor reprezintă 1-3% din masa corporală totală. Deși componente ale florei se găsesc pe toate suprafețele expuse mediului (pe piele și ochi, în gură, nas, intestinul subțire), majoritatea bacteriilor trăiesc în intestinul gros.

Flora vaginală – microflora vaginală este formată în principal din diferite specii de lactobacili. Perturbarea acesteia poate duce la infecții cu protozoare, precum și la vaginoză bacteriană sau candidoză.

Evaluarea microbiomului

1. Metoda clasică de cultură pentru bacterii aerobe și anaerobe, drojdii și mucegaiuri. Sensibilitatea terapeutică este determinată prin intermediul antibiogramelor și antimicogramelor. Pentru o eficiență mărită este necesară abordarea în 2 etape: etapa de eliminare, bazată pe rezultatul antibiogramei/antimicogramei, și etapa a doua de repopulare.
2. Secvențierea genetică – metodă independentă de cultură, bazată pe metode de acid nucleic (PCR sau secvențierea de generație următoare a ADN-ului microbian sau ARNr).

Interpretarea rezultatelor

În cazul secvențierii genetice, rezultatul cuprinde informații importante despre starea microbiotei, printre care:

Diversitatea – s-a observat că o diversitate scăzută a speciilor din microbiom îi face pe oameni foarte susceptibili la diferite boli, precum sindromul colonului iritabil, intoleranțe alimentare, boli inflamatorii cronice ale intestinului și infecții.

Disbioza – analizele efectuate arată că o ușoară creștere a florei de putrefacție este observată în mod natural în intestinele umane, însă aceasta ar trebui, totuși, să fie tolerată doar până la un anumit număr de bacterii. Bacteriile de putrefacție, în special din tulpina Proteobacteria, metabolizează predominant proteinele și grăsimile, ducând la formarea de gaze și metaboliți cu efecte toxice. Acest lucru poate afecta mucoasa intestinală pe termen lung.

Raportul Firmicutes/Bacteroides – numeroase studii au arătat că raportul dintre Firmicutes și Bacteroides se corelează cu greutatea corpului uman. O proporție crescută de Firmicutes determină o resorbție crescută a carbohidraților de către mucoasa intestinală umană.

Bacterii producătoare de butirat – aceste tipuri de bacterii reduc procesele inflamatorii intestinale prin promovarea formării celulelor T reglatoare (Treg) și prin inhibarea producției de citokine proinflamatorii de către macrofage și celulele dendritice. Butiratul mărește, de asemenea, consumul de oxigen al colonocitelor și exacerbează fenomenul de „hipoxie fiziologică” a mucoasei, care contribuie la susținerea funcției de barieră intestinală. De asemenea, inhibă proliferarea celulelor canceroase și induce apoptoza.

O reducere a numărului de producători de butirat poate favoriza procesele inflamatorii, crește permeabilitatea mucoasei intestinale (intestin permeabil) și poate favoriza manifestarea bolilor inflamatorii (boala Chron, colita ulceroasă), sindromul colonului iritabil, intoleranțe alimentare și boala celiacă.

Bacterii degradante de mucină – aceste tipuri de bacterii pot degrada mucina si sunt esentiale pentru regenerarea stratului fiziologic de mucină. În acest fel, ele sprijină menținerea barierei intestinale intacte de către bacteriile producătoare de butirat.

Bacterii reducătoare de sulfat – metabolitul acestor bacterii este hidrogenul sulfat care poate inhiba oxidarea butiratului, esențială pentru a furniza energie colonocitelor. Proliferarea bacteriilor reducătoare de sulfat poate duce la inflamarea cronică a epiteliului intestinal.

Bacterii producătoare de metan – se caracterizează prin capacitatea lor de a transforma produsele de fermentație bacteriană primară și secundară, cum ar fi hidrogenul și dioxidul de carbon, în metan. Prin urmare, joacă un rol important în optimizarea echilibrului energetic. În plus, metanul are un efect inhibitor asupra mobilității intestinale, ceea ce poate duce la agravarea constipației.

Asocierea dintre disbioza intestinală și tablourile clinice:

Rolul microbiomului uman în bolile alergice

Cercetările au demonstrat că microbiomul uman joacă un rol cheie în bolile alergice.

Superantigenele microbiene și sinteza IgE – studiile pe animale și observațiile la om arată că infecțiile muco-cutanate cu Candida sp. și dermatofitele (Trichophyton sp.) pot media schimbarea imunologică de la limfocitele Th1 la Th2. Această schimbare este asociată cu inflamația cronică a pielii și cu niveluri crescute de PGE2 și IgE.

Studiile arată de asemenea și legătura dintre microflora vaginală maternă și riscul de spitalizare pentru astm bronșic. S-a observat că bebelușii născuți pe cale vaginală sunt mai puțin pedispuși în a dezvolta astm în primii 5 ani de viață.

Remedierea și eliminarea infecțiilor muco-cutanate (piele și plămâni) se face prin:

1. terapia antimicrobiană specifică – pe baza germenilor identificați și testelor de rezistență pentru secreția cutanată, vaginală și bronșică:
   • compuși antibiotici conform testelor de rezistență: creme, loțiuni, capsule, infuzii i.v.
   • compuși antifungici conform testelor de rezistență: creme, capsule, suspensii orale, soluții topice.
2. terapia antimicrobiană nespecifică
   • compuși antiseptici: rivanol, nitrofurantoină cremă, apă ozonată, ulei ozonat, pansamente umede sau baie cu permanganat de potasiu.
   • fitoterapie antimicrobiană: cu oregano, cimbru, berberis (ceai, capsule).
   • terapie cu probiotice pentru antagonismul microbian intestinal.

În cazul infecțiilor intestinale se aplică aceleași terapii, cu următoarele particularități:

1. terapia antimicrobiană specifică – pe baza germenilor identificați și testelor de rezistență pentru germeni intestinali aerobi și anaerobi sau ciuperci:
   • compuși antibiotici conform testelor de rezistență.
   • compuși antifungici conform testelor de rezistență.
2. terapia antimicrobiană nespecifică
   • compuși antiseptici: peroxid de magneziu, ozon i.v., clismă cu dioxiclor.
   • fitoterapie antimicrobiană: cu oregano, cimbru, berberis (ceai, capsule).
   • terapie cu probiotice pentru antagonismul microbian intestinal, pe cale orală sau cu clismă.

În caz de eczemă atopică și astm alergic se folosește modularea imună prin lizate microbiene, probiotice.

Legătura dintre microbiom și autoimunitate

Factorul microbian poate induce autoanticorpi prin reacții încrucișate cu antigenele tisulare umane, proces numit mimetism molecular:

• Artrita reactivă legată de HLA-B27 poate fi declanșată de infecții cu Klebsiella, Chlamydia, Yersinia sau Shigella. În astfel de cazuri, răspunsurile celulelor T la fragmentele bacteriene prezente în articulațiile afectate pot fi prezente la ani după infecția primară.
• Antigenele streptococice care reacţionează încrucişat cu muşchii inimii şi antigenele renale activează răspunsul celulelor T şi formarea de autoanticorpi.
• Anticorpi antimicrobieni ADN care reacţionează cu celulele pacienţilor cu lupus eritematos sistemic.
• Prezența antigenelor virale pe membranele celulelor gazdă poate induce, de asemenea, sinteza de autoanticorpi.

Legătura dintre microbiom și cancer

Interacțiunile complexe dintre gene și mediu joacă un rol important în susceptibilitatea și progresia bolii. Una dintre bolile cronice care este afectată de această interacțiune genă-mediu este cancerul. S-a demonstrat că microorganismele care locuiesc în corpul nostru joacă un rol crucial ca factor de mediu, la care suntem expuși în mod constant. Studiile au evidențiat diferențe semnificative în abundența relativă a anumitor microbi în cazurile de cancer, comparativ cu lotul de referință. S-a raportat că modificările în compoziția microbiotei intestinale normale pot crește/scădea susceptibilitatea și progresia cancerului prin diverse mecanisme, în special prin inflamație – un semn distinctiv binecunoscut al carcinogenezei. Microbiota poate afecta, de asemenea, răspunsul la diferite tratamente, inclusiv imunoterapia.

Concluzii

În ultimele decenii, numeroase dovezi susțin rolul microbiotei în sănătate și în apariția unor afecțiuni. Cercetările au asociat dezechilibrele microbiotei cu multe boli cronice.

Studierea modificărilor microbiotei intestinale în diverse patologii a condus la schimbarea multor paradigme în ceea ce privește diagnosticul și tratamentul unor afecțiuni mai puțin cunoscute. Încă este loc pentru mai multă cercetare și conștientizare la nivel general, dar cu pași mici și siguri, lucrurile evoluează în direcția corectă.