Żyjące w nas mikroorganizmy przewyższają liczebnie komórki naszego ciała. Mikrobiom jelitowy waży około 2 kilogramów (czyli więcej niż ludzki mózg) i może mieć równie znaczący wpływ na nasze funkcjonowanie. W jelitach żyją tysiące gatunków drobnoustrojów (nie tylko bakterii, ale także wirusów, grzybów i archeonów). Łącznie mają 20 milionów genów — a jeśli porównamy je z naszymi 23 tysiącami, łatwo wyciągnąć wniosek, że to drobnoustroje wprowadzają do naszego organizmu prawdziwą genową różnorodność. Dzięki tej różnorodności bakterie jelitowe mogą wykorzystywać zupełnie inne niż człowiek składniki odżywcze i wytwarzać z nich cząsteczki, których nie wyprodukuje ludzki organizm. Mamy w jelitach najbardziej wyszukane i wydajne laboratoria biochemiczne. Nic dziwnego, że naukowcy widzą w nich nieorganiczne źródło zupełnie nowych terapii.

Szczególnie pociągający jest potencjał, jaki drzemie w ścisłej komunikacji między mózgiem a jelitami.

Jeszcze przed odkryciem mikroorganizmów niektórzy filozofowie i lekarze twierdzili, że mózg i jelita są partnerami w kształtowaniu ludzkiego zachowania.

Starożytni Grecy wierzyli, że zaburzenia psychiczne powstają, gdy przewód pokarmowy wytwarza zbyt dużo “czarnej żółci”. Ostatnie dekady upłynęły nam na próbach zrozumienia charakteru tej komunikacji.

Dzisiaj wiemy na przykład, że bakterie mieszkające w jelitach mogą oddziaływać na neurony i mózg na kilka różnych sposobów. Niektóre wytwarzają cząsteczki przekaźnika i wydzielają je do jelit, skąd następnie razem z krwią wędrują one do mózgu. Inne — pobudzają komórki niedawno odkrytych w wyściółce jelita „neuropodów” do stymulacji nerwu błędnego. A nerw błędny to prawdziwy multitasker. Reguluje nie tylko takie podstawowe funkcje, jak tempo skurczów serca czy kontrolę odruchów, łącząc ciało z umysłem. Bierze też udział w takich procesach jak konsolidacja pamięci czy inicjacja stanu relaksacji przez hamowanie odruchu „walcz lub uciekaj”.

Mogą również istnieć powiązania pośrednie między bakteriami a mózgiem. Coraz częściej naukowcy postrzegają stan zapalny jako kluczowy czynnik w takich zaburzeniach jak depresja czy autyzm. Bakterie okazały się niezbędnym elementem prawidłowego rozwoju układu odpornościowego. Niewłaściwa kompozycja drobnoustrojów w jelitach upośledza go do tego stopnia, że medycyna niekonwencjonalna i wielu dietetyków doszukuje się w tym upośledzeniu przyczyny większości chorób cywilizacyjnych, na przykład choroby Hashimoto.

W końcu produkty drobnoustrojów mogą też wpływać na komórki enteroendokrynne, które zajmują się uwalnianiem hormonów — regulując trawienie, produkcję insuliny czy uwalniając serotoninę, zwaną neuroprzekaźnikiem szczęścia. Epidemiolodzy odkryli też wiele intrygujących, choć niewyjaśnionych jeszcze do końca powiązań między chorobami jelit, mózgu i zaburzeniami psychiki.

Okazało się na przykład, że osoby z zespołem jelita drażliwego często cierpią na depresję, autyzmowi zwykle towarzyszą problemy z trawieniem, a ludzie z chorobą Parkinsona mają skłonność do zaparć.

Również przyjmowanie antybiotyków powiązano z częstszym występowaniem depresji. W minionym roku Jeroen Raes, mikrobiolog z Uniwersytetu w Leuven, wraz z kolegami przeanalizował dokumentację zdrowotną ponad 1000 osób z Belgii i Holandii pod kątem typów ich bakterii jelitowych. „Osoby z depresją miały deficyty tych samych dwóch gatunków bakterii” – podsumowali badania autorzy w artykule dla czasopisma “Nature Microbiology”.

Intensywne próby stworzenia konwencjonalnych leków na zaburzenia neuropsychiatryczne trwają od dziesięcioleci i efekty są nadal dalekie od zadowalających. Istniejące środki nie działają na wszystkich pacjentów i powodują poważne skutki uboczne. Badacze szukają innych rozwiązań i coraz więcej z nich dostrzega obiecującą alternatywę w leczeniu bakteryjnymi psychobiotykmi.

– Terapia psychobiotykami (termin stworzył neurofarmakolog John Cryan i psychiatra Ted Dinan z Universytetu w Cork) to młoda i naprawdę ekscytująca dziedzina z ogromnymi możliwościami – twierdzi Natalia Palacios, epidemiolog z University Massachusetts, która bada powiązania między drobnoustrojami jelitowymi a chorobą Parkinsona. Na razie te mechanizmy pozostają niejasne, choć już zdajemy sobie sprawę, jak ogromny potencjał w nich drzemie — zwłaszcza w obliczu epidemii zaburzeń nastroju, zaburzeń i chorób psychicznych oraz chorób neurodegeneracyjnych.

Nic dziwnego, że nie tylko instytucje naukowe, ale też wiele komercyjnych firm i startupów poszukuje rozwiązań z zastosowaniem psychobiotyków.

Niektórzy naukowcy przyjęli nieśpieszne podejście, skupione na zrozumieniu leżącej u podstaw psychobiomu biologii. Z drugiej, komercyjnej strony są firmy, które chcą zarobić na tym dopiero rozwijającym się, a już wartym wiele miliardów dolarów rynku. Rynku dotychczas skupionym wokół leczenia takich schorzeń jak zaburzenia jelitowe, alergie czy otyłość. Firmy te prą do przodu pomimo braku odpowiedzi na zasadnicze pytania i informacji dotyczących potencjalnych zagrożeń. – To mentalność gorączki złota – twierdzi Rob Knight, mikrobiolog z Uniwersytetu Kalifornii w San Diego.

Holobiome, jeden ze startupów zajmujących się zagadnieniem psychobiomu, przeprowadził na przykład badanie, w którym gryzoniom przeszczepiano kał od osób z chorobą Parkinsona, schizofrenią, autyzmem oraz depresją. Okazało się, że taki przeszczep często prowadził do rozwoju u biorców zwierzęcych odpowiedników chorób ludzkich. I odwrotnie — przeszczepianie gryzoniom kału od zdrowych ludzi czasami łagodziło objawy chorób. W innych badaniach dowiedziono, że obecność lub brak pewnych drobnoustrojów u młodych myszy wpływa na to, jak reagują one na stres w wieku dorosłym. Wskazano też rolę drobnoustrojów w rozwoju układu nerwowego myszy.

Grupa Holobiome zgromadziła dziesiątki artykułów i recenzji, które pomogły ugruntować argumenty przemawiające za wpływem drobnoustrojów na wiele zaburzeń psychologicznych i neurologicznych. Jednak stworzenie skutecznych terapii na tej podstawie będzie trudne. – Jedną rzeczą jest wiedzieć, że na konkretny aspekt fizjologii żywiciela mają wpływ jego mikroby jelitowe, a zupełnie inną jest to, aby kształtować ten wpływ według naszej woli – twierdzi Gerard Clarke, jeden z pracowników Holbiomu. Holobiome planuje wykorzystywać dowody z badań epidemiologicznych i badań na zwierzętach do opracowywania wykorzystujących bakterie jelitowe terapii na zaburzenia i choroby takie jak autyzm, stany lękowe, depresja, bezsenność czy choroba Alzheimera.

Zanim jeszcze patologie społeczności naszych bakterii jelitowych zaczną przyczyniać się do zaburzeń neurologicznych i problemów zdrowia psychicznego — przez lata mogą wpływać na nasz nastrój, zachowanie i emocje.

Mogą na przykład brać udział w przekształcaniu aminokwasu tryptofanu w serotoninę, hormon dobrego samopoczucia. Niedobór serotoniny w najlepszym razie powoduje rozdrażnienie i agresję, spadek nastroju i libido. W najgorszym – może powodować problemy ze snem, depresję lub być toksyczny dla naszych komórek nerwowych.

Innym neuroprzekaźnikiem, którego producenci mogą okazać się psychobiotyczną żyłą złota jest kwas gamma-aminomasłowy, w skrócie GABA.

Jego niewłaściwa regulacja została powiązana z depresją i innymi problemami ze zdrowiem psychicznym. Okazało się, że bakteryjni producenci GABA w układzie pokarmowym szczura zmniejszali jego wyuczoną bezradność — objaw depresji u zwierząt – powodując zmniejszony poziom lęku, i wzmożony spokój. Zdaniem naukowców z Holbiomu bakterie byłyby korzystniejsze niż leki stymulujące wytwarzanie GABA. – Bakterie mogą robić coś więcej, niż tylko zwiększyć ilość GABA. Wytwarzają one cząsteczki, które mogą mieć inny wpływ na mózg i cały organizm, tym samym walcząc z innymi objawami depresji – twierdzi Phil Strandwitz, dyrektor generalny Holbiomu.

W sferze zainteresowań badaczy znalazła się też queina — cząsteczka wytwarzana tylko przez niektóre mikroby jelitowe i przyczyniająca się do poprawy samopoczucia psychicznego. Organizm wykorzystuje queuinę do budowy neuroprzekaźników – takich jak dopamina, serotonina i melatonina – odpowiedzialnych za regulację snu i apetytu.

Wpływających na jakość wypoczynku, poziom motywacji, koncentracji, agresji czy zmęczenia. Kontrolujących potrzeby seksualne, zachowania impulsywne i zdolność do tworzenia i realizacji planów.

Wreszcie cząsteczek powiązanych też ze skłonnościami do uzależnień albo skłonnościami samobójczymi. Nie jest jasne, czy podanie producentów queiny albo samej cząsteczki może pomóc w poprawie samopoczucia i walce z zaburzeniami psychicznymi, ale naukowcy wydają się podekscytowani tą perspektywą.

Czy będziemy mogli wykorzystywać psychobiotyki do poprawy nastroju? Być może już to robimy, dbając o zdrowie jelit czy dodając do diety prebiotyki, trochę ostrożniej podchodząc do antybiotykoterapii. Terapie mikrobiologiczne już powstają, choć niekoniecznie będą spełniać te same standardy skuteczności, co klasyczne leki. Aby lek mógł zostać wprowadzony do obrotu, muszą zatwierdzić go odpowiednie instytucje, a jego skuteczność potwierdzić badania kliniczne. Większość preparatów mikrobiomowych sprzedawana jest jako probiotyki — w stosunku do których przepisy nie są aż tak rygorystyczne. Wiele ważnych pytań dotyczących biologii człowieka pozostaje bez odpowiedzi, badania prowadzone dotychczas na zwierzętach nie przekładają się bezpośrednio na ludzi a złożoność ludzkich mikrobiomów nie pozwoli na opracowaniu preparatów z rodzaju “jeden dla wszystkich”. Mimo to wiele osób, dla których tradycyjne podejście do leczenia między innymi depresji okazało się nieskuteczne, poszukuje i być może nawet znajduje ratunek w psychobiotykach.

Zdjęcie główne: David Matos/Unsplash
Tekst: Avdb