Crijevne bakterije imaju važnu ulogu u zdravlju i razvoju bolesti, a novi matematički model Tehnološkog sveučilišta Chalmers mogao biti od velike pomoći. Istraživanje objavljeno u časopisu PNAS opisuje matematički model izveden iz dvije prethodne studije, jedne na švedskim bebama i druga na pretilim odraslim osobama u Finskoj.

Ohrabrujući rezultati

Istraživači su redovita mjerenja zdravstvenih pokazatelja usporedili s predviđanjima matematičkog modela koji se pokazao vrlo preciznim u predviđanju više varijabli. Jedna od njih uključivala je utjecaj prelaska s tekuće na čvrstu hranu na bakterije u crijevima beba. Izmjerili su i kako su se crijevne bakterije u probavnom traktu pretilih promijenile nakon prelaska na restriktivniju prehranu. I tu su se predviđanja modela pokazala pouzdano točnima.

To su vrlo ohrabrujući rezultati. Ovaj model mogao bi se, vjeruju istraživači, koristiti za stvaranje personalizirane zdrave prehrane, s mogućnošću predviđanja kako će dodavanje određenih probiotika utjecati na zdravlje.

Mnogo različitih stvari utječe na rast i funkcioniranje različitih bakterija u crijevnom sustavu. Na primjer, koje su bakterije već prisutne i kako međusobno komuniciraju, kao i kako komuniciraju s domaćinom, odnosno nama. Na bakterije također dodatno utječu njihovi čimbenici iz okoline, poput prehrane koju jedemo.

Jedinstveni model

Sve ove varijable predviđaju koji će učinak dodavanje određenih bakterija ili promjena u prehrani. Prvo treba shvatiti kako će ove bakterije djelovati kad uđu u crijeva ili kako će promjena prehrane utjecati na sastav crijeva. Hoće li tamo moći rasti ili neće? Kako će stupiti u interakciju i eventualno utjecati na bakterije koje su već prisutne u crijevima? Te kako različite prehrane utječu na crijevni mikrobiom?

Švedski model jedinstven je jer u obzir uzima sve ove varijable. On kombinira podatke o pojedinim bakterijama, ali i o tome kako one djeluju međusobno.

Također uključuje i podatke o tome kako hrana putuje kroz gastrointestinalni trakt te utječe na bakterije s kojima dolazi u kontakt na svom putu kroz probavni sustav. To se pak može izmjeriti ispitivanjem uzoraka krvi i promatranjem metabolita, krajnjih proizvoda koji nastaju kada bakterije razgrađuju različite vrste hrane.

Manipulacija bakterijama

Podaci za izgradnju modela prikupljeni su iz višegodišnjih postojećih kliničkih studija. Kako se u budućnosti bude dobivalo više podataka, model će se moći nadopunjavati novim značajkama, na primjer opisom hormonalnih odgovora na unos prehrane.

Istraživanje prehrane i ljudskog mikrobioma, odnosno crijevnog bakterijskog sastava, izaziva veliko zanimanje istraživača i šire javnosti. Promjene u bakterijskom sastavu mogu biti povezane s velikim brojem bolesti ili ukazivati na njih, od pretilosti, do dijabetesa ili kardiovaskularnih bolesti. One mogu utjecati i na to kako tijelo reagira na određene vrste liječenja raka ili posebno razvijenu prehranu.

Manipulacija bakterijama može utjecati na tijek bolesti i cjelokupno zdravlje. To se može postići liječenjem probioticima, pažljivo odabranim bakterijama za koje se vjeruje da pridonose poboljšanju zdravlja.

Liječenje raka antitijelima

U suradnji sa Sveučilišnom bolnicom Sahlgrenska, švedski istraživači sad istražuju kako bakterija Lactobacillus reuteri utječe na osteoporozu. Naime, uočeno je kako neke pacijentice bolje reagiraju na liječenje od drugih, a novi model mogao bi pomoći da se razumiju razlozi. 

Model bi se mogao iskoristiti i za liječenje raka antitijelima, odnosno za analizu mikrobioma, kako bi se napokon shvatilo zašto neki pacijenti bolje reagiraju na imunoterapiju od drugih. Prepozna li ovaj model bakterije koje poboljšavaju liječenje pacijenata s karcinomom, to bi doista unijelo velike promjene u medicinu, zaključuju istraživači.