וִידֵאוֹ: אינסטינקטים מעיים של ג'רמי ניקולסון: מחקר חיידקי מעיים
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
הגוף וצמחיית המעיים שלו מייצרים כימיקלים עם מידע בריאותי נסתר, כך מצא ג'רמי ניקולסון. מתישהו טיפול במחלות עשוי להיות טיפול בחיידקים אלה.
הערת עורך: את השאלות והתשובות המורחבות עם ג'רמי ניקולסון שהוזכר במגזין יולי ניתן למצוא כאן.
ג'רמי ניקולסון רק ניסה להיות יסודי. זה היה 1981, והביוכימאי הצעיר השתמש בטכניקה הנקראת ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית גרעינית, שיכולה לזהות כימיקלים על בסיס התכונות המגנטיות של גרעיני האטום. בפרט, ניקולסון רצה ללמוד כיצד תאי דם אדומים סופגים קדמיום, מתכת הגורמת לסרטן. כשהבין שהוא ישיג את התוצאות הטובות ביותר אם יצליח לחקות את הסביבה הטבעית של התאים, הוסיף כמה טיפות דם לתאים והריץ את הבדיקה.
"פתאום היה מגוון עצום של אותות שלא ראינו לפני כן - היו אלה קבוצות הספקטרום המדהימות שיצאו החוצה", נזכר ניקולסון. דגימת דם או שתן מכילה אלפי חתימות מטבוליטים של כל התגובות הכימיות המתרחשות בגוף בזמן נתון. אם היה יכול למצוא דרך לזהות את החתימות הכימיות הללו ואת משמעותן, נימק, הוא יוכל לא רק להבין טוב יותר מחלות שונות המבוססות על תגובות כימיות שהשתבשו, אלא גם לזהות סימני אזהרה מוקדמים והתערבויות אפשריות. מדע מסוג זה, החליט, הוא סוג המדע שלו.
כיום ניקולסון בן ה -51 הוא אחד המומחים הבולטים בעולם במה שמכונה מטבולום, אוסף הכימיקלים המיוצרים על ידי חילוף חומרים אנושי. בעוד שהגנום מספק מידע מפורט אודות ההרכב הגנטי של האדם, המטבולום נמצא כמה צעדים מהקו, והוא חושף כיצד גנים מתקשרים עם הסביבה, ומספקים תמונת מצב מלאה לבריאותו הגופנית של האדם. "הגנום הוא ממש כמו מדריך טלפונים ללא שמות או כתובות שמולאו. ברמה בסיסית מאוד, יש לו הרבה מספרים", מסביר ניקולסון, העומד כיום בראש המחלקה לרפואה ביו-מולקולרית באימפריאל קולג 'בלונדון. המטבולום "עוזר לתת ערך למידע הגנום ולהעמידו בפרספקטיבה.".
אבל קודם צריך לפענח את זה, וזו משימה לא פשוטה. התפקיד דורש ניתוח של דם, שתן, נשימה וצואה בקרב אוכלוסיות גדולות. למשל, כדי למצוא חתימות כימיות פוטנציאליות, או סמנים ביולוגיים, ליתר לחץ דם, ניקולסון ועמיתיו ניתחו את השתן של 4, 630 אנשים מבריטניה, ארה"ב ואסיה והשוו את מטבוליטים בשתן עם נתוני לחץ הדם כדי לקבוע אם היו כאלה קיימים הבדלים מטבוליים עקביים בין אנשים הסובלים מיתר לחץ דם לבין אלה ללא זה.
זה בערך כמו לעשות מדע לאחור: במקום לעשות השערות ואז להמציא ניסויים כדי לבדוק אותם, הוא מבצע ניסויים תחילה ומנסה לפענח את תוצאותיו בהמשך. עליו לנפות את מגוון הכימיקלים שמייצרים הגנים שיש לאנשים, את האוכל שהם אוכלים, את התרופות שהם לוקחים, את המחלות שהם סובלים מהם ואת חיידקי המעי שהם מאכסנים.
במיוחד החיידקים הללו הפכו למוקד העיקרי של ניקולסון. הם משפיעים על האופן שבו גופנו מפרק מזון ותרופות ועשויים להסביר מדוע אוכל משפיע על אנשים באופן שונה. למשל, יש אנשים שלא יכולים להפיק תועלת מאחד ממרכיבי הסויה מכיוון שחסרים להם חיידקי המעיים הדרושים לעיבודו. למרות שפענוח אילו מטבוליטים מגיעים ישירות ממיקרובי המעיים שלנו יכול להיות קשה, במקרים מסוימים זה קל - הם הכימיקלים שאינם מיוצרים על ידי תאים או נבלעים במזון.
ניקולסון מתמקד בכימיקלים אלה הן משום שמעט לא ידוע עליהם והן משום שנראה שהם רלוונטיים ביותר: מחקרים עדכניים מצביעים על כך שחיידקי מעיים ממלאים תפקיד מכריע בבריאות ומחלות האדם. הם עוזרים לנו לספוג חומרים מזינים ולהילחם בנגיפים ובחיידקים "רעים"; שיבוש מושבות מעיים, כמו למשל במהלך אנטיביוטיקה, גורם לעיתים קרובות לחולי עיכול. לאמיתו של דבר, אומר ניקולסון, "כמעט לכל סוג של מחלה יש קשר עם מעי באיזשהו מקום."
אולי אורגניזם המעיים הידוע ביותר בגורם המחלה הוא חיידק הליקובקטר פילורי, העלול לגרום לכיב פפטי. בשנים האחרונות, מדענים קישרו בין השמנת יתר לשפע היחסי של שתי פילות חיידקי מעיים דומיננטיות ומצאו כי חיידקי מעיים לא מתפקדים קשורים למחלת כבד שומנית לא אלכוהולית, למחלות מעי דלקתיות ולסוגים מסוימים של סרטן. ניקולסון אפילו משער שהאורגניזמים יכולים למלא תפקיד בהפרעות נוירולוגיות, כמו הפרעת קשב וריכוז, תסמונת טורט ואוטיזם. "יש לנו עכשיו כמה ראיות שמראות שאם אתה מתעסק עם חיידקי המעיים, אתה מתעסק בכימיה של המוח בדרכים עיקריות", מעיר ניקולסון. כרגע הוא משתף פעולה עם מיקרוביולוגים כדי להתאים מטבוליטים לחיידקים ספציפיים - יש מחשבה שיש 1,000 מינים ויותר מ -10 טריליון תאי חיידק בתוכנו בכל זמן נתון.
תהליך זיהוי זה התאפשר רק לאחרונה. אף על פי שמדענים הצליחו להפיק חיידקי מעיים מדגימות צואה במשך שנים רבות, היה כמעט בלתי אפשרי לטפח את הדגימות לאחר מכן מכיוון שהן שורדות רק בסביבות חומציות וחסרות חמצן. הודות לטכנולוגיות חדשות לרצף דנ"א, מדענים יכולים כעת לזהות חיידקי מעיים די בקלות, והעניין הולך וגובר בכך: המכונים הלאומיים לבריאות השיקו את פרויקט המיקרוביום האנושי שלהם בדצמבר האחרון במטרה לאפיין באופן מלא את צמחיית המעיים האנושית.
ברגע שחוקרים יכולים לקשר בין מטבוליטים לבריאות, יתכן ויום אחד יתאפשר, אומר ניקולסון, להכין מקלות שתן דומים לאלה המשמשים בבדיקות הריון כדי לבדוק באופן קבוע את כושר פלורת המעיים שלנו. חברות מסוימות כבר החלו למכור מוצרי מזון שיעזרו לשמור על אוכלוסיות אלה בקנה אחד עם חיידקים מועילים חיים (פרוביוטיקה) או תרכובות המסייעות למינים אלה לגדול (פרה-ביוטיקה), או שילובים של שניהם (סינביוטיקה). למרבה הצער, תרופות אלו בדרך כלל נכנסות לקטגוריה של "מזון פונקציונלי", מה שאומר שהן נבדקות לעיתים נדירות בניסויים קליניים. יוצא מן הכלל הוא VSL # 3, שילוב של שמונה מינים חיידקיים שנמכרים בצורת חבילה על ידי תרופות התרופות VSL בגאיטרסבורג. בניסויים כפולי סמיות, מבוקרי פלצבו, המושבות טיפלו ביעילות בקוליטיס כיבית ובתסמונת המעי הרגיז.
קיימות אפשרויות רבות לתרופות מבוססות באגים, ויש צורך עז בהן, טוען ניקולסון. על פי מחקר שפורסם על ידי מדענים בענקית התרופות פייזר, הגנום האנושי מציע רק כ -3,000 יעדי תרופות פוטנציאליים, מכיוון שרק תת-קבוצה של גנים מייצרת חלבונים הניתנים לקשירה ושינוי על ידי מולקולות דומות. אבל "יש מאה גנים רבים יותר בבריכה המיקרוביאלית", אומר ניקולסון, שעובד בקביעות עם חברות תרופות כדי להבהיר טוב יותר כיצד אנשים מטבוליזם תרופות. הוא "אחד מכמה אנשי אקדמיה שפגשתי שמתעניינים בתעשיית התרופות בגלל בעיותיה ולא רק בזכות המזומנים שלה", מגיב איאן וילסון, מדען העובד באנגליה בחברת התרופות אסטראזנקה. ווילסון מוסיף כי ניקולסון תמיד מלא בפתרונות פוטנציאליים, מכנה אותו "מסה מבעבעת של רעיונות".
מכיוון שגנים מספקים מידע מוגבל בלבד אודות הסיכון של האדם למחלות, ניקולסון חולם על תקופה בה רופאים יוכלו לספק טיפול רפואי מותאם אישית על המטבולום. בדיקות דם או שתן פשוטות יגלו את הסיכון לסרטן או למחלות לב מוקדם מספיק כדי להתחיל בטיפול מונע; תרופות היו מותאמות לפרופיל המטבולי של כל אדם - ובמקרים רבים, הן לא יכוונו לאיברים שלנו אלא לחיידקים שלנו. "זה פותח חזונות של עתיד שלעולם לא היינו חושדים בו אפילו לפני כמה שנים," אומר ניקולסון. "מיקרוביולוגים רבים עשויים לטעון שזה פנטסטי, אבל אתה רק מתקדם מאוד במדע על ידי חשיבה כמעט בלתי מתקבלת על הדעת.".
סיפור זה הודפס במקור עם הכותרת, "הולך עם חיידקי המעיים שלו".