„Koukej si umýt ručičky,“ nabádají matky starostlivě svá dítka a jedním dechem dodávají: „Jinak budeš mít bříško plné bacilů a bude ti špatně.“
Nic proti mytí rukou.To je bezesporu velmi prospěšná procedura. Ale druhá část mateřské hygienické instruktáže je nepokrytou dezinformací. „Bříško plné bacilů“ máme všichni, bez ohledu na to, jak pečlivě si „umýváme ručičky“.
V našich útrobách žije asi kilo a čtvrt bakterií, astronomický počet virů, horda prvoků a pestré společenství kvasinek. A špatně by nám bylo, kdybych je ve svém těle nehostili. Společenství mikroorganismů označované také jako střevní mikroflóra je neobyčejně pestrou zoologickou zahradou. O jejich chovancích toho víme zatraceně málo. Někteří mikrobiologové odhadují počet bakteriálních druhů v lidském trávícím traktu na stovku, ale blíže pravdě budou zřejmě odhady až pětkrát vyšší. Virová zoo by mohla čítat asi 1 200 položek. Lidský žaludek a střevo jsou z hlediska mikrobiologů probádány stejně spoře jako pralesy Amazonie. A tak se vědci ptají: Co v nás vlastně všechno žije? Mohou nám naši přirození „nájemníci“ nějak škodit? Mohou nás ohrožovat nemocemi jako je například rakovina střev? A můžeme nějak ovlivnit „mikroobyvatele“ svých útrob a prospět tak svému zdraví?
Probiotika – víra nebo fakt
Zjevná neznalost vlastní střevní mikroflóry nám nebrání v kategorických soudech o tom, co je pro nás dobré a co ne. Každou chvíli se na nás z televizní reklamy směje spokojená tvář atraktivní slečny nebo ztepilého mládence a přesvědčuje nás, že nám bude přímo skvěle, pokud budeme jíst probiotika – výrobky s „živými bakteriemi“ – a prebiotika – látky, které napomáhají množení žádoucích střevních bakterií v našich střevech. Můžeme si vybrat, jestli je chceme užívat v kapkách, tabletách nebo zda dáme přednost jogurtům a dalším mléčným výrobkům. Obvykle se můžeme na jejich obalech dočíst, že nám „posílí imunitní systém, zbaví nás nepříjemných následků střevních infekcí, následků léčby antibiotiky nebo konzumace alkoholu…“ Většina výrobců neopomene dodat, že pozitivní efekt jejich produktů je „vědecky ověřen“. O tom, že „televizní osvěta“ padá na úrodnou půdu svědčí velmi výmluvně fakt, že celosvětový trh s probiotiky a prebiotiky dosahuje ročního obratu 6 miliard dolarů. Je to tedy utěšeně vzkvétající byznys. Odborníci však mají k jednoznačným soudům ohledně probiotik hodně daleko. „V téhle branži je spousta klamných prohlášení a zištných zájmů,“ tvrdí Michael Blaut, který vede oddělní mikrobiologie na Ústavu pro lidskou výživu v německé Postupimi. Britský mikrobiolog Glenn Gibson z university v Readingu k tomu dodává, že pokud byly nějaké vědecké studie v této oblasti provedeny, pak většinou nebyly provedeny s potřebnou důkladností. „I když se zdá, že v některých případech mají probiotika skutečně příznivý vliv, víme toho o naší střevní mikroflóře tak málo, že nemáme nejmenší představu o tom, jak by mohla probiotika účinkovat.
Na lovu střevních mikrobů
Inventura mikrobů v lidském střevě představuje zapeklitý problém. K tomu, abychom od sebe odlišili různé druhy bakterií, potřebujeme mikroorganismy pěstovat v laboratorních podmínkách. Právě tomu se ale mnohé z našich „nájemnic“ urputně brání. Většinou potřebují k životu ještě další druhy bakterií a pokud jim takovou společnost nedopřejeme, rychle hynou. Odborníci na lidskou střevní mikroflóru proto hledají inspiraci u mikrobiologů zkoumajících bohatství bakteriálních druhů v půdě nebo v mořské vodě. Pokoušejí se odhadnout pestrost střevní mikroflóry analýzou dědičné informace. Na rozdíl od kolegů zkoumajících mikroby v mořích nebo v půdě, pracují se silně nevábným materiálem – chtě nechtě musejí sáhnout po vzorcích lidských výkalů. „Když jsem se byl podívat na práci mikrobiologů zkoumajících mikroflóru Středozemního moře, tak jsem si řekl: Sakra, zjevně jsem si nevybral ten nejlepší ekosystém!“ přiznává například Joël Doré, který se zabývá výzkumem lidské střevní mikroflóry v Národním centru pro zemědělský výzkum v Jouy-en-Josas u Paříže. „Ale střevní bakterie jsou natolik vzrušující, že mi to za trochu těch nepříjemností rozhodně stojí.“
Složité hledání genu
V genetické laboratoři už se práce mikrobiologů zkoumajících oceány a lidské výkaly příliš neliší. Pátrají ve vzorcích po variantách jednoho velmi důležitého genu. Všechny živé organismy podle něj vyrábějí bílkovinu 16S, která je součástí ribozomu – buněčné „továrny“ na syntézu všech bílkovin. Gen zajišťuje pozemským organismům natolik zásadní funkci, že během miliard let podléhal jen minimu změn. Každá větší změna narušila jeho funkci tak závažně, že nositelé takové změny trpěli fatálními potížemi a vyhynuli.Vědci získají z analyzovaného vzorku kopie všech genů pro bílkovinu 16S a porovnáním jejich drobných odchylek určí, kolika různým mikroorganismům geny patřily. Americký genetik Craig Center tímto způsobem získal z půldruhého krychlového metru mořské vody Sargasového moře dědičnou informaci, dokládající přítomnost 1 800 různých druhů bakterií. Lidské střevo představuje podobně rozmanitý mikrobiální svět. Je zajímavé, jak dramaticky se liší svou střevní mikroflórou jednotliví lidé. Spektrum bakterií obývajících lidské střevo přesahuje tisíc položek. U jednoho člověka jich obvykle najdeme něco kolem stovky.
Každý máme svůj „koktejl“
„Jednotliví lidé přitom sdílejí jen malou část ze spektra svých bakterií,“ říká Joël Doré.
Každý z nás si nese ve střevě svůj vlastní mikrobiální koktejl. Doré zjistil, že složení tohoto „osobního koktejlu“ střevních mikrobů se rozhoduje v prvních dvou rocích života. V těle matky má dítě střevo přísně sterilní. Nenašli bychom v něm jediného mikroba. To se však zásadně změní už v okamžiku porodu, kdy se do trávícího traktu novorozence dostanou bakterie z trávící soustavy a pohlavních orgánů matky. Následně přijímá dítě bakterie z okolí. Většinu jich spolyká s potravou. Nakonec má střevo osídleno asi tuctem „většinových“ bakterií a pestrou menšinovou mikrobiální „sebrankou“. Tihle mikrobi nám jsou věrní. Mikrobiální osazenstvo střev zůstává bez větších změn po celý zbytek života. Pokud k nějakým změnám dochází, nastávají obvykle až po šedesátce, kdy se nám „břišní zoo“ rozrůstá o nové položky. Podle Joëla Dorého to souvisí s oslabením funkcí střeva. Nelze vyloučit, že právě ze změn ve střevní mikroflóře vyvěrá zvýšená náchylnost straších lidí ke střevním infekcím a rakovině střev.
Co umí probiotika?
Stabilita mikrobiálního obyvatelstva našich útrob zůstává pro vědce záhadou. Zřejmě je důsledkem dokonalého využití živin, jež mikrobům nabízíme. U dvouletého dítěte nezůstává žádná z živin využitelných střevními bakteriemi ležet ladem. Pokud je ještě nějaká živina „volná“, zbývá prostor pro uhnízdění nové bakterie. Bakterie si je mezi sebou ale nakonec „rozdělí“ a pak už je ve střevu „obsazeno“. Navíc bakterie vytvářejí dokonale spolupracující tým. To, co jeden mikrob „odhodí“ jako odpad, to je pro druhého mikroba cenná surovina. Nový mikrob se do tak propojeného společenství už jen těžko vmáčkne. Ta nás na jedné straně chrání před nebezpečnými střevními bakteriemi, například salmonelou, choroboplodnými kmeny Escherichia coli, klostridii a dalšímu původci střevních onemocnění. Na druhé straně nám vrozená stabilita společenstva střevních mikrobů brání v zásadnějších zásazích do skladby mikroflóry vlastních útrob. Jednorázové nebo krátkodobé užívání „živých bakterií“ nemá naději na úspěch. Mikrobiální „výsadek“z probiotik se může udržet ve střevě jen když jeho neustále řídnoucí stavy permanentně doplňujeme.
Hodné a zlé bakterie
Důvod, proč zkoušíme měnit mikrobiální „sestavu“ ve svých střevech, je zřejmý. Chceme mít v sobě co nejvíce „hodných“ bakterií a co nejméně „zlých“. K „hodným“ počítáme ty, které rozkládají živiny na organické kyseliny, jež jsme schopni vstřebat a využít je jako zdroj energie. K takovým „vzorňákům“ patří zástupci rodů Lactobacillus, Bifidobacterium nebo Eubacterium. K tradičním „průšvihářům“ se řadí někteří zástupci rodu Clostridium produkující sloučeniny schopné vyvolat rakovinu (např. nitrosaminy).
Komerčně dodávaná probiotika obsahují samozřejmě jen „hodné“ bakterie, především laktobacily a bifidobakterie. Za zmínku stojí, že jde často o bakterie původně izolované z trávícího traktu zvířat a nikoli o bakterie pocházející z lidského organismu. Důvod je ryze praktický – zvířecí bakterie jsou už lépe ochočené a snáze se v průmyslových podmínkách množí.
Chybí hodnověrné údaje
Studií zkoumajících účinky probiotik bylo provedeno bezpočet. Experti ale mají k drtivé většině z nich vážné výhrady. Vyčítají jim, že nebyly provedeny s dostatečnou důkladností. Ale abychom nebyli vůči probiotikům nespravedliví, musíme přiznat, že několik velice důkladných studií potvrdilo jejich pozitivní efekt při léčbě průjmových onemocnění a při některých typech zánětů střeva. Mnohem méně hodnověrných dat je k dispozici k proklamovanému účinku probiotik na zlepšení zdravotního stavu povzbuzením imunitního systému. Nabuzení imunitního systému se probiotikům celkem daří. Nakolik to pomáhá těm, kdo probiotika užívají, však zůstává nejasné. Jednou z mála výjimek je finská studie týmu vedeného Erikou Isolauriovou z university v Turku. Při ní užívaly těhotné ženy z rodin trpících alergiemi denně bakterii Lactobacillus rhamnosus. Jejich děti dostávaly tutéž bakterii denně až do věku půl roku. Léčebná bakteriální kúra měla jasný pozitivní efekt – u dětí vedla ke znatelnému poklesu výskytu alergických komplikací, např. ekzémů.
Zápas s imunitou
Na další podobné studie zatím čekáme. V Evropské unii (konkrétně ve Francii, Německu, Švédsku a Itálii) zkouší mezinárodní tým vedený Joëlem Dorém změnit mikrobiální osádku střev u mladých i starých lidí podáváním bakterie Bifidobacterium animalis. Aby bifidobakterii usnadnili průnik do obsazeného světa střevní mikroflóry, dávají jí „na cestu“ cukr, který tato bakterie může využít jako živinu. Pro Dorého a jeho spolupracovníky bude důležité, jestli se bifidobakterie vůbec uchytí, zda případně vytlačí některé „zlé“ bakterie a nakolik pak klesne ve střevě obsah škodlivých látek potenciálně schopných vyvolávat rakovinu. Španělé zkoušejí probiotika založená na bakteriích Lactobacillus salivarius a Bifidobacterium infantis u pacientů, kteří prodělali těžká zánětlivá onemocnění střev. Bouřlivou reakci imunitního systému těchto pacientů musí lékaři někdy mírnit léky tlumícími rozvášněnou imunitní obranu. To s sebou ale nese další potíže, protože dlouhodobé užívání takových léků zvyšuje riziko jiných chorob. Hrozí například vznik nádorů, s nimiž by si neuspaný imunitní systém jinak snadno poradil. Lékaři si od probiotik slibují, že vyženou pacientům ze střev „zlé“ bakterie a učiní tak střevo pro imunitní systém nenápadnější.
Prospívají nebo škodí?
Probiotika procházejí možná trochu překvapivě i testy, které prověřují, zda neškodí lidskému zdraví. Mnohé bakterie používané v probiotických preparátech disponují geny, které je činí odolnými vůči antibiotikům. Ty mohou být za určitých podmínek přeneseny na bakterie vyvolávající závažná onemocnění. Mikrobi si v podobných genetických vymaněných burzách celkem libují. To není žádná legrace, protože kmenů nebezpečných bakterií vzdorujících antibiotikům neustále přibývá a někteří původci vážných chorob už odolávají prakticky všemu, čím současná medicína v antibiotickém arzenálu vládne. Některé mikrobiology také znepokojuje fakt, že se nikdo příliš nestará o možné toxické účinky některých bakterií využívaných pro tvorbu probiotik. A tak tu platí staré osvědčené – důvěřuj, ale prověřuj. I kdyby tyto prověrky nakonec ukázaly, že probiotika nemají tak razantní účinky, jak bychom si přáli, a že některá dokonce mohou škodit, není třeba nad nimi lámat hůl. Genoví inženýři dokážou s mikroorganismy divy a mohou málo výkonné nebo „neposlušné“ mikroby vylepšit či „ukáznit“. Jako výhodné se nám jeví například dodat mikrobům geny pro odolnost vůči kyselému prostředí, protože to by je obrnilo pro průchod lidským žaludkem s kyselými žaludečními šťávami. Na škodu by jim nebyly ani „lepivé“ molekuly, které by jim umožnily zachytit se na střevní stěně. Problém by neměl být ani se zabudováním genetického „turba“, které by zvýšilo výkon bakterie při produkci žádoucích organických kyselin.
Budou nás léčit bakterie?
Informace potřebné k rozhodování o tom, co, kde a jak geneticky vylepšit, by měly být brzy k dispozici díky výzkumnému projektu, financovanému americkým ministerstvem obrany. Genetici z The Institute for Genomic Research vedení Claire Fraserovou chtějí „přečíst“ dědičnou informaci všech lidských střevních mikrobů. Nebudou se zdržovat jejich izolací a množením v laboratorních podmínkách. Chtějí to vzít všechno „z jedné vody načisto“ metodou označovanou v laboratorní hantýrce jako „shotgun“. Pod tímto termínem se v angličtině rozumí nejen „puška“ ale i „směska“. Oba termíny se na postup hodí jako ušité. Dědičná informace izolovaná ze vzorku (v tomto případě dědičná informace stovek různých střevních mikrobů) je roztrhána na kousky, jako kdyby se rozprskla po zásahu z brokovnice. Tyhle kousky jsou „přečteny“ , tzn. že je v nich určeno pořadí písmen genetického kódu. Následně je na první pohled nepřehledná směska údajů složena s pomocí vysoce výkonných počítačů do kompletních dědičných informací jednotlivých mikrobů.
Na konci této genetické inventury bude jasné, co si kde od kterého mikroba půjčit a kam a kterému mikrobovi to zase vložit. Monosti jsou prakticky neomezené.
Už dnes čekají na ověření geneticky modifikovaná probiotika, která by sloužila jako trojští koně pro „pašování“ léků do nemocných střev. Na myších už byla pro léčbu zánětu střev úspěšně odzkoušena bakterie Lactococcus lactis, obohacená o gen pro protizánětlivou bílkovinu zvanou interleukin – 10. K dispozici je i „lidská“ varianta geneticky upravené léčivé bakterie. Její zkouška na malém počtu pacientů se připravují v Amsterdamu.
