Humán Mikrobiom Projekt: mi lakik bennünk?

A brit Telegraph honlapján megjelent írás az orvostörténet egyik legjelentősebb, jelenleg is folyó vállalkozásáról, az emberi szervezetben élő mikroszkopikus lények, illetve génjeik fellajstromozásáról tudósít. A szerző bevezetőül egy kis történettel illusztrálja az ügy horderejét. A Massachuetts General Hospital orvosai nemrégiben kénytelenek voltak tehetetlenül nézni, amint egyik betegüket, egy két éves kislányt gyilkos tempóban sorvasztja egy megállíthatatlan hasmenés, melynek kórokozója a legmodernebb kísérleti antibiotikumokon is kifogott. A terapeuták úgy döntöttek, hogy a baktériumot egészséges személyekből vett másfajta, védő funkciót ellátó baktériumokkal „nyomják" el. A kislány néhány hét alatt tökéletesen felépült.

Mint a példából is kiderül, a szervezetben élő hatalmas mikróbatömeg hihetetlenül fontos szerepet tölt be a humán fiziológiában. Gyomor-bélrendszerünk 10 trillió véglénynek ad otthont, amelyek esszenciális aminosavakat és vitaminokat állítanak elő, szabályozzák immunrendszerünk működését, fehérjéket és keményítőfajtákat bontanak le. Számuk tízszerese saját sejtjeinkének. Az elképesztő mennyiség normál alakban így fest: 1018. (Megtehetjük azonban azt is, hogy elképzelünk tíz darab 1000×1000 kilométeres kockát: baktériumaink száma megfelel az ezekben elhelyezhető összes 1 milliméteres élhosszúságú kocka számának.)

Ennek az élőlénytömegnek az összetételét vizsgálják amerkai tudósok a washingtoni kormány által finanszírozott Humán Mikrobiom Projekt (HBM) keretében, amelyet – némiképp érthető módon – kissé a háttérbe szorít az emberi genom feltérképezését végző másik hasonló vállalkozás. Több ezer különböző faj izolálásáról van szó.

Arról azonban, hogy az ember és a baktériumok közt miféle interakciók léteznek, keveset tudni. George Weinstein, a missourii Washington Egyetem genetikus professzora a Telegraphnak elmondta: a kölcsönös függőség sok millió év alatt alakult ki, és (amint a kislány története is mutatja) igen jelentős mértékű. Az illető mikroorganizmusok izolált létezése mára elképzelhetetlen. A HBM keretében a mintegy 900 olyan, az emberi testben élő különböző faj génkészletének szekventálása (génjeik szakaszainak regisztrálása) folyik, amelyeket eddig laboratóriumi körülmények közt nem tudtak tenyészteni. A mintákat 300 önkéntes adja, a kutatók pedig próbálják felmérni, tartalmaz-e szervezetünk egy mindenkiben közös „mikroba-génbankot", más néven mikrobiomot, s hogy miképpen korrelálnak e mikrobák az emberi egészséggel-betegséggel.

A projekt kezdete előtt a 900-ból mindössze 20 faj génjeit szekventálták, a két éve folyó kutatások üteme azonban mind gyorsabb, és az idén májusban 178 faj genomját publikálták. A maradék mintegy 700-al az elkövetkező két esztendő során szándékoznak elkészülni. Weinstock hangsúlyozza, hogy egy-egy sikeres „kódfejtés" azonnali haszonnal jár, kiderül ugyanis, hogy milyen gének működnek egy-egy vizsgált fajban, hogy ezek miféle proteinek expressziójáért felelősek, s hogy ezen exprimátumok révén milyen interakciókban lehetnek az emberi organizmussal.

Dr. Karen Nelson, a J. Craig Venter Intézet (Rockville, Maryland) kutatója a projekt résztvevőjeként úgy látja, hogy az új ismeretek következményeképpen rövid néhány éven belül fontos előrelépésekre kerülhet sor különböző (elsősorban emésztőszervi) rákok, a Crohn-betegség, a pikkelysömör, a halva születések és a bakteriális vaginosis (a leggyakoribb hüvelyi fertőzés) elleni védekezésben.

A vizsgálatok kiterjednek a szájban élő baktériumokra is, mert egyre inkább úgy tűnik, hogy ezek gyulladásokat okozhatnak a test más részeiben, és végül olyan „távoli" szerveket is károsíthatnak, mint a szív. Drámai bejelentésre került sor például a múlt hónapban: a New York-i Egyetem kutatói egy hosszú távú vzsgálattal bizonyították, hogy a [bakteriális] ínybetegség fokozza az Alzheimer-kóros memóriavesztés kockázatát. Dr. Angela Kramer kutatásvezető szerint egyes ínybaktériumok aktivitása hozzájárul az Alzheimer-betegekelnél észlelhető agyi gyulladásokhoz és idegsejt-pusztuláshoz.

Mint azonban kiderült, hemzsegnek bennünk olyan a baktériumok is, amelyeknek semmi keresnivalójuk bennünk – például a légútjainkban. A londoni Imperial College munkatársai az idén februárban közölték, hogy megdőlni látszik a régi orvosi felfogás, mely szerint alsó légútjaink mindig sterilek. Dr. William Corkson haemophilust, moraxellát és neisseriát talált asztmabetegek tüdejében, olyan fajokat tehát, amelyek asztmára hajlamos csecsemők torkából is előkerültek.

Weinstein professzor hangsúlyozza, hogy „mindent" tudni akarnak a hihetetlen számú biológiai albérlőről, mert kölcsönhatásaik feltérképezéséhez is pontosan kell ismerniük őket. Nem mellékes szempont, hogy a baktériumokban előforduló vírusok ugyancsak befolyásolhatják a baktérium-ember relációt. Dr. Jeffrey Gordon, Weinstock kollágája szerint a vírusok beépíthetik saját génjeiket a gazda-mikrobákba, s ezzel azok viselkedését is befolyásolhatják. [Nota bene a vírusok á l t a l á b a n is így viselkednek.] A jelenség vizsgálatával a génkészlet-közi kapcsolatok vizsgálatának érdekes, új területe nyílhat meg. Weinsrock úgy véli, másfél évtized múltán a mikrobiom egészségügyi célú vizsgálatát egyes embereknél is végezhetik majd.

A professzor nem retten meg olyan, egyelőre igen merésznek tűnő opciók fontolóra vételétől, mint a mesterségesen létrehozott mikrobák alkalmazása. „Természetesen ez az, amit tenni szeretnénk" – mondta a Telegraph munkatársának –, „de még borzasztó sok mindent ki kell derítenünk, hogy tökéletesebbé tehessük a rendszereket, amelyek kialakuláshoz az evolúció évmillióira volt szükség".

(A képen egy T4-es bakteriofág vírus: kólibacilusokat támad)