Toksyczne dla bakterii jelitowych. "Zaskoczyła nas siła ich działania"

Badacze z Jednostki Toksykologii MRC Uniwersytetu w Cambridge przyjrzeli się temu, co dzieje się z bakteriami jelitowymi, gdy wystawia się je na działanie współczesnych zanieczyszczeń chemicznych.

W ogromnym teście przesiewowym sprawdzili wpływ 1076 wytwarzanych przez człowieka związków na 22 gatunki bakterii typowych dla zdrowego mikrobiomu. Okazało się, że 168 substancji hamuje ich wzrost lub wprost je uszkadza, mimo że większość z nich nigdy nie była podejrzewana o jakikolwiek wpływ na mikroorganizmy.

Na liście znalazły się m.in. pestycydy stosowane na polach uprawnych – herbicydy i insektycydy – a także chemikalia używane w środkach zmniejszających palność i plastyfikatorach do tworzyw sztucznych. Tego typu związki mogą trafiać do organizmu wraz z żywnością, wodą, a nawet wdychanym powietrzem i kurzem domowym.

Tymczasem to właśnie mikrobiom jelitowy, złożony z około 4500 typów bakterii, odpowiada m.in. za trawienie, wytwarzanie niektórych witamin, kształtowanie odporności i wpływa na masę ciała oraz nastrój.

Wyniki badania jasno pokazują, że nie wszystkie substancje chemiczne działają tak selektywnie, jak zakładali ich projektanci.

Dr Indra Roux, pierwsza autorka pracy, podkreśla: - Odkryliśmy, że wiele substancji zaprojektowanych tak, by działały wyłącznie na jeden typ celu, na przykład na owady lub grzyby, oddziałuje również na bakterie jelitowe. Zaskoczyła nas siła działania niektórych z tych związków. Na przykład wiele chemikaliów przemysłowych, takich jak środki zmniejszające palność czy plastyfikatory, z którymi mamy regularny kontakt, wcześniej w ogóle nie było uznawanych za coś, co może wpływać na organizmy żywe – a jednak wpływa.

Jeszcze bardziej niepokojące jest to, jak bakterie próbują się bronić. W warunkach laboratoryjnych część z nich, wystawiona na działanie zanieczyszczeń, modyfikowała swoje szlaki metaboliczne i mechanizmy obronne, a przy okazji zyskiwała oporność na leki, w tym na często stosowany antybiotyk cyprofloksacynę. Jeśli podobny proces zachodzi w ludzkim jelicie, z pozoru niewinny kontakt z chemikaliami środowiskowymi może pośrednio utrudniać leczenie zakażeń.

Dotychczasowe oceny bezpieczeństwa substancji chemicznych praktycznie nie uwzględniały mikrobiomu. Formuły pestycydów czy dodatków przemysłowych projektowano tak, by oddziaływały na ściśle określone cele – owady, chwasty, grzyby czy właściwości materiałów. Dr Stephan Kamrad zwraca uwagę, że takie podejście jest dziś niewystarczające: - Oceny bezpieczeństwa nowych substancji przeznaczonych do stosowania przez ludzi muszą uwzględniać również bezpieczeństwo naszych bakterii jelitowych, które mogą być narażone na kontakt z tymi chemikaliami za pośrednictwem pożywienia i wody.

Aby ułatwić sobie i regulatorom ocenę ryzyka, zespół opracował model uczenia maszynowego, który na podstawie cech chemicznych danej substancji potrafi przewidzieć, czy będzie ona toksyczna dla bakterii jelitowych.

- Prawdziwą siłą tego zakrojonego na szeroką skalę badania jest to, że dysponujemy teraz danymi pozwalającymi przewidywać skutki działania nowych związków chemicznych. Chcemy dążyć do przyszłości, w której nowe substancje będą projektowane jako bezpieczne już na etapie ich tworzenia - podkreśla prof. Kiran Patil, autor pracy.

Naukowcy zaznaczają jednak, że ich eksperymenty przeprowadzono w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Nie wiadomo jeszcze, jakie stężenia tych związków faktycznie osiągają jelita u ludzi i czy przekłada się to na podobnie silne zaburzenia mikrobiomu. Dlatego kolejnym krokiem powinny być badania monitorujące rzeczywistą ekspozycję organizmu.

Co w tej sytuacji może zrobić przeciętna osoba? Autorzy pracy przyznają, że nie da się całkowicie uniknąć kontaktu z chemikaliami środowiskowymi, ale można ograniczać ryzyko. Podstawowe zalecenia są proste: dokładne mycie owoców i warzyw przed jedzeniem, rezygnacja z domowego stosowania pestycydów w ogrodzie czy na balkonie oraz ostrożność w sięganiu po produkty, które wprowadzają niepotrzebne chemikalia do naszego otoczenia. Mikroorganizmy jelitowe nie mają głosu, ale to od naszych decyzji zależy, jak bardzo wystawimy je na próbę.

Marta Słupska, dziennikarka Wirtualnej Polski

Źródło: cam.ac.uk