Člověk je vlastně sofistikovaná kultivační miska

Před pár dny získal Miloslav Kverka příslib dvaceti milionů korun a možnost založit si vlastní vědecký tým. Jeho cílem je odhalit základní principy toho, jak mikrobi ve střevech ovlivňují náš imunitní systém, což by výrazně zlepšilo léčbu řady nemocí. Jednoduché to nebude, zatím totiž vědci o funkci mikrobů nevědí zdaleka všechno. „Stačí, aby se zvídavé děcko třikrát za sebou zeptalo ,a proč?‘, a my imunologové jsme v koncích,“ říká.

img DALŠÍ FOTOGRAFIE V GALERII

Jak důležité jsou v našem světě mikrobi?

Ono je to vlastně obráceně. Mikrobi nežijí v našem světě, ale my žijeme ve světě mikrobů.

 

Jak to?

Když to vezmu úplně od začátku, tak naše Země vznikla před 4,6 miliardy let. Když asi miliardu let poté povrch ochladl, objevili se na ní mikrobi. Větší živočichové včetně člověka přišli až zhruba před 500–600 miliony lety. To znamená, že jsme se museli silně adaptovat na svět mikrobů, do kterého jsme přišli. Vyvinul se u nás imunitní systém coby jeden z mechanismů, který brání tomu, aby mikrobi, kteří na Zemi vládli tolik let, nás jako hmotu nevyužili k tomu, že ji prostě sežerou jako sofistikovanou kultivační misku.

 

Vy jste nyní získal prémii Lumina Quaeruntur, udělovanou Akademií věd ČR, která vám umožní sestavit výzkumný tým. Čím konkrétně se zabýváte?

Zkoumám, jak mikrobi ovlivňují imunitní systém, a snažím se zjistit, jak bychom je mohli využít k tomu, abychom ovlivnili vývoj chorob. My už víme, že mikrobi ovlivňují vznik, průběh i následky chronických nemocí a právě imunitní systém je spojením mezi mikroby a chorobou.

 

Střevní mikrobi a diabetes

Jakých nemocí se to týká?

Dá se říct, že všech chronických. Nejvíce důkazů je samozřejmě u nemocí střev, jako je Crohnova choroba či ulcerózní kolitida, které jsou vysloveně imunitní odpovědí proti činnosti mikrobů. Ale byla nalezena spousta spojitostí také u astmatu či kožních poruch, jako jsou chronické ekzémy či lupénka. Nedávno jsme publikovali zajímavý článek o tom, že i střevní mikrobi jsou schopni právě přes imunitní systém ovlivnit i zánět vzdálený, například na kůži. Střevní mikrobi však ovlivňují také diabetes II. typu, což je cukrovka starších, obézních lidí. Jedna ze studií dokonce ukázala, že když vzali lékaři mikroby z jednoho člověka a dali do pacienta s diabetem, zlepšila se mu inzulinová rezistence. Zlepšení bohužel nebylo trvalé, ale představuje důkaz, že mikrobi ovlivňují i tuto chorobu. Se změnami mikrobiomu je spojována dokonce i řada neurologických a psychiatrických chorob, jako je roztroušená skleróza či Alzheimerova choroba.

 

Tyto studie jsou občas interpretovány tak, že když přestaneme jíst maso / cukr / bílé pečivo / cokoliv, vyléčíme si i rakovinu. Je to tak?

Co se týče mikrobiomu střeva, tak jej způsob stravování určitě nějakým způsobem ovlivňuje, ale takto jednoduché to není, ve hře je velká spousta faktorů. Studie například ukazují, že záleží i na tom, jak je daný člověk kolonizován mikroby krátce po narození. Velmi důležitá je také diverzita mikrobiomu. Existují práce, podle kterých je právě diverzita mikrobiomu jedním z faktorů, který ovlivňuje výskyt atopického ekzému. Ten nyní trápí už zhruba třetinu lidí.

 

 

Co vy doporučujete jíst či nejíst?

To je strašně těžké. Taková doporučení by měla začít u toho, že pochopíme, jak mikrobi v našem těle působí na imunitní systém. A o tom my zatím moc nevíme. Dokonce si myslím, že kdybychom ten mechanismus chápali, tak bych nyní tu cenu nedostal. Nebylo by tolik co zkoumat. Samozřejmě existují obecná doporučení a já například věřím na rozmanitou stravu. Zajímavé je, že když se podíváte na epidemiologická data, tak spousta chorob jakoby respektuje hranice států. A vysvětlením určitě není genetika.

 

 

Zvlášť ve střední Evropě…

Přesně tak. Tím důvodem budou spíše potraviny, které se na daném území prodávají, a způsob, jakým se dělají. Například u nás je celkem rozumné doporučení týkající se omezení masa, protože česká strava je až extrémně masová. Z pohledu mikroorganismů je pak důležitá vláknina, protože ji mikrobi štěpí na takzvané mastné kyseliny s krátkým řetězcem, které se v některých případech ukázaly jako spojení mezi mikroby a chorobami.

 

Lidé jedí více zeleniny

Když mluvíme o tom, jak choroby respektují hranice států, je některá choroba typická pro nás?

Česká republika vedla léta žebříček v onemocnění kolorektálního karcinomu. Tohoto onemocnění u nás bylo v přepočtu na počet obyvatel nejvíce na světě. Po revoluci se to však začalo měnit, křivka se začala pomalu, s odpovídajícím zpožděním, oplošťovat. Někteří epidemiologové to připisují tomu, že začaly být obchody lépe zásobené a lidé začali jíst více čerstvé zeleniny.

 

Mají lidé na celém světě stejné mikroby?

Ne, ti se nesmírně liší. Jedna rozsáhlá studie analyzovala mikrobiom obrovského množství lidí a ukázala ohromné rozdíly v druzích mikrobů. Kromě stravy hraje roli i náhoda, jaké mikroby člověk potkal a jací se u něj zabydleli. Střevní mikrobiom je největší, ale další je na kůži, ve vagině, na kterékoliv části těla. Celý náš povrch je pokryt mikroby.

 

 

Kolik máme mikrobů na těle? Kolik známe druhů? A kolik si myslíme, že jich neznáme?

Uvádí se, že s každým z nás žije zhruba 10 na 14 mikrobů. Pokud jde o střevo, známe téměř všechny, které se v něm nacházejí, ale nevíme, co dělají. Některé z nich vůbec nedovedeme kultivovat ani si je takříkajíc osahat. Řada z nich ztrácí při kultivaci na Petriho miskách některé své vlastnosti. Očividně to není jen tak, že by mikrobi ovlivňovali chování organismu, ale také organismus ovlivňuje mikroby. Říši bakterií máme poměrně dobře osahanou, ale jen u několika málo z nich víme, jak se chovají v určitých okamžicích. Spousta z nich je taková mlčící většina.

 

Jak se dá jejich funkce zjistit?

Na experimentálních zvířatech, která můžeme kolonizovat různými mikroby. V současnosti probíhá například projekt, v němž je do myší, chovaných úplně bez mikrobů, nasazen mikrobiom z pacientů, kteří jsou různě nemocní nebo různě odpovídají na léčbu. Pak se zkoumají mechanismy daného mikrobiomu. Jednoduše přeneseme mikroby z člověka na myš a s tou si můžeme dovolit sledovat, co to udělá.

 

Myš je člověku blízká

Nedá se to dělat jinak než na zvířatech?

Bohužel nedá, také bych byl strašně rád, kdyby to šlo. Ale my toho o mikrobech a jejich fungování v organismu moc nevíme. Stačí zvídavé děcko, které třikrát za sebou řekne „a proč?“, a my jsme v imunologii v koncích. Pořád máme mezery v tom, co víme. Zhruba před pěti lety jsem spolupracoval s kolegy z jiného ústavu na projektu, který se týkal vývoje léčiv. Jednoznačně to začalo počítačovými testy: nasypali do počítače všechna data a získali recept, jak by měli dané léčivo vytvořit. Udělali to, použili na tkáňové kultury a fungovalo to. Zjistili, že daná látka blokuje určitý mechanismus. Ale když pokračovali s testy na zvířatech, ukázala se naprostá většina z těch látek jako neúčinná na úrovni celého organismu, a některé z nich dokonce jako toxické. Realita je taková, že velké množství kandidátních sloučenin, které perfektně fungují na buněčných kulturách, u zvířat selže.

 

Není to ale jinak? Richard Klausner, někdejší ředitel americké vládní agentury National Cancer Institute, řekl: „Historie výzkumu rakoviny se ukázala být historií léčení rakoviny u myší. Po celá desetiletá jsme léčili myši z rakoviny a u lidí to prostě nefungovalo.“

Ona ta translace myši a člověka má určité problémy a je to věc, které jsme si všichni vědomi. Na druhou stranu je myš pořád blíže člověku, než je ta miska. Já si pamatuju jedno léčivo, které vypadalo nadějně, ale když se použilo u zvířete, zlikvidovalo mu ledviny. A to na misce nepoznáte. Tam ten orgán není. A mimochodem on tu větu opravdu řekl a často se interpretuje tak, že jsou experimenty zbytečné. Jeho pointa však byla, že jsou nutná vylepšení. A to se od doby tohoto výroku také stalo a děje.

 

Existují tzv. orgány na čipu – tkáň, která odpovídá miniaturnímu orgánu. Je něco takového v Česku?

To běžně používáme, ale funguje to na jednotlivosti. Pokud se podíváme na vývoj léku, tak v určitém okamžiku je dobré tyto věci takto otestovat, ale stejně vám to neukáže interakci žijícího organismu, jednotlivých orgánů mezi sebou. Je spousta podobných postupů a určitě je dobré začít těmi, kde nikdo nezemře, ale bohužel tak daleko nejsme. Bylo by super, kdyby někdo vymyslel, jak by šlo zkoumat interakci mikrobů, které ještě neumíme kultivovat, s obrovským množstvím nejrůznějších buněk, o jejichž fungování a vzájemných interakcích nevíme zdaleka všechno, ale to je bohužel v plenkách.

 

Je tohle to, čím se bude zabývat tým, který díky prémii Lumina vytvoříte? Odhalovat funkci mikrobů?

Vlastně ano. My máme obecně ve vědě hodně složitý přístup k jednotlivým chorobám, až do chvíle, než najdeme ten základní mechanismus. Pak se dostaví onen AHA efekt a my najednou uvidíme něco, co všechna naše pozorování spojuje. Právě na jeho hledání se chceme zaměřit. A pokud bychom zjistili, jak mikrobi fungují, mohli bychom vytvořit něco jako zapínač a vypínač imunitního systému. Zapínat ho ve chvíli, kdy potřebujeme chránit organismus před infekcemi a nádory, a vypínat ve chvíli, kdy chráníme organismus před nepatřičným zánětem u autoimunitních nebo alergických nemocí.

 

Jak by to fungovalo v praxi?

Vy například pro léčbu určitých nemocí potřebujete, aby byl ten mechanismus vypnutý a u jiných nemocí zapnutý. Někdy potřebujete takzvaně přepnout i v různých fázích onemocnění. Například u kolorektálního karcinomu, o kterém jsme mluvili, jsou dvě fáze. Ta první, kdy potřebujete zánět utlumit. A pak druhá, kdy je odpověď těla proti nádoru tak silná, že vlastně tělo poškozuje. Pokud bychom tohle dokázali ovládat, výrazně bychom mohli vylepšit léčbu. Navíc bychom mohli podle mikrobiomu konkrétního člověka říct: Pozor, tenhle člověk nemusí reagovat na léčbu tohoto typu. A využití těchto mechanismů v prevenci chorob… to už je úplně zlatý grál, to by bylo nádherné. To je ale jen můj tajný sen.

 

 

Reklama
Reklama
Reklama

Sdílení

Reklama

Podpořte nezávislou žurnalistiku

I díky Vám mohou vznikat finančně náročné texty a reportáže v magazínu Reportér.

200 Kč 500 Kč 1000 Kč Jiná částka

On-line platby zajišťuje nadace Via a její služba darujme.cz

Reklama

Mohlo by Vás zajímat

Reklama