A szervezetünkben élő baktériumok jelentős hatással lehetnek a COVID-19 súlyosságára
Az emberi bélrendzserben élő milliárdnyi baktérium, vírus és gomba nagy szerepet játszik az egészség fenntartásában, és sokan közülük az immunrendszer szabályozásában is részt vesznek. Már a koronavírus-járvány első hullámában felmerült a bélflóra kutatóiban, hogy a mikrobiom felturbózása akár a koronavírus elleni harcban is segíthet, de egy újabb, peer review-n még nem átesett kutatás még tovább megy: bizonyos baktériumok jelenléte a bélben előrejelzi, ki az, akinél nagyobb a súlyos COVID-19-tünetek kialakulásának veszélye.
A kutatás vezető szerzője, Ana Maldonado-Contreras mikrobiológus, a Massachusettsi Egyetem orvosi karának adjunktusa a Conversationben foglalta össze eredményeit.
Az elmúlt két évtizedben vált fokozatosan világossá, hogy az emberi test több baktériumsejtnek ad szállást, mint ahány emberi sejtje van – az arány mintegy tíz az egyhez –, és a mikrobák testre gyakorolt hatása sokkal nagyobb a korábban véltnél. A baktériumok közössége, amelyet a többi hasznos mikroogranizmust is magába foglaló mikrobiom néven emlegetnek, a kutató szerint egy cég munkavállalóira emlékeztet: minden mikrobának megvan a speciális munkaköre és felelőssége, de a cél közös, fenntartani a gazdatest egészségét. A bélrendszerben élő baktériumok egyensúlyozzák ki a patogénekre adott immunválaszt is, azaz biztosítják, hogy hatásos immunreakció induljon el, de ne legyen annyira erős, hogy az már a gazdatestet is veszélyeztesse.
Mindez nemcsak a közismert emésztőrendszeri vírusok, például a norovírus vagy a rotavírus esetén igaz, hanem azoknál a kórokozóknál is, amelyek a légzőszerveket támadják meg, mint például az influenza. A hasznos bélbaktériumok ilyenkor potens antivirális fehérjék kiválasztására késztetik a immunsejteket, és ezek egy idő után felszámolják a vírusfertőzést. Azoknál, akiknek a bélflórájából részben vagy teljes egészében hiányoznak ezek a jótékony baktériumok, az immunválasz is nagyobb eséllyel megy félre, ennek következtében a különféle vírusok is szabadabban garázdálkodhatnak a testükben.
Maldonado-Contreras munkájának fókuszában a fent röviden összefoglalt mechanizmus áll, azt kutatja, hogyan fejtik ki betegség- és fertőzésellenes hatásukat a bélben élő hasznos mikroorganizmusok. Az új tanulmányban pedig a mikrobiom és a koronavírus-fertőzés következtében kialakult COVID-19 súlyosságának összefüggéseit vizsgálta kutatótársaival, a Massachusettsi Egyetem munkatársaival. Távlati céljuk, hogy megállapítsák, milyen diétával lehet elősegíteni, hogy a bélrendszer albérlői által is gerjesztett immunválasz minél tökéletesebb legyen, nemcsak a SARS-CoV-2, hanem egyéb kórokozók esetén is.
Baktériummal a vírus ellen
Az immunvédekezés része annak az összetett biológiai válasznak, amelyet a szervezet a kártékony vírusok és baktériumok kivédésére produkál. Ám mivel az emberi szervezetet jótékony mikroorganizmusok billiói népesítik be, az immunválasz aktiválása szorosan kötődik a kártékony és jótékony mikroorganizmusok felismeréséhez.
Egy áttörő tanulmány tíz éve arra jutott, hogy az antibiotikummal kezelt laboregerek elégtelen immunválaszt adnak. Testükben alacsony volt a vírusellenes fehérvérsejtek száma, emellett gyengébb antitestképződést mértek náluk, és kevesebb termelődött bennük abból a fehérjéből is, amely létfontosságú a vírusfertőzések elleni harcban és az immunválasz szabályozásában.
Egy másik, 2017-es tanulmányban az erjesztett ételekben nagy mennyiségben megtalálható probiotikumokat, laktobacilusokat juttattak az egerek bélrendszerébe, és az így kezelt laboratóriumi állatokat kevésbé terítette le az influenza; nem fogytak le, és csak enyhén károsodott a tüdejük kezeletlen társaikhoz képest. Több másik kísérlet is hasonló eredményre vezetett: a laktobacilusokkal etetett egerek védelme rendre hatékonyabbnak bizonyult az influenzavírus különféle altípusai, valamint a légúti óriássejtes vírus ellen.
A krónikus betegségek és a bélbaktériumok
A krónikus betegségekkel – például kettes típusú diabétesszel, elhízással, szív- és érrendszeri betegségekkel – bajlódó páciensek hiperaktív immunrendszere nem képes megkülönböztetni az ártalmatlan behatásokat a kártékonyaktól, ami a bél megváltozott mikrobiomjával függ össze. E krónikus betegségek esetén ugyanis a bélflórában nem találhatók meg kellő mennyiségben azok a mikrobák, amelyek az ártalmatlan bélbaktériumok elleni immunválasz blokkolására képes immunsejteket aktiválják. A mikrobiom hasonló módosulásait figyelték meg egyes császármetszéssel született csecsemőknél, időseknél, illetve olyanoknál, akik nem táplálkoznak megfelelően.
Az Egyesült Államokban 117 millió ember, a felnőtt populáció kisebbik fele szenved a fentiek közül legalább az egyik krónikus betegségben vagy azok kombinációjában, ami arra utal, hogy valóságos hadsereg van ott hibásan működő mikrobiomokból. Nem mintha Magyarországon jobb lenne a helyzet, 2016-os adatok szerint a lakosság több mint 26 százaléka elhízott, a kardiovaszkuláris betegségek okozta korai halálozásban régóta az európai élbolyba tartozunk, és a KSH 2019-es kimutatása szerint 1,1 millió ember él 2-es vagy 1-es típusú cukorbetegséggel.
Maldonado-Contreras kutatótársaival azoknak a bélbaktériumoknak az azonosítását tűzte ki célul, amelyek fontos szerepet játszanak a kiegyensúlyozott immunrendszer kialakításában. Mivel bizonyított, hogy a táplálkozással jelentősen befolyásolható a bélbaktériumok összetétele, laboratóriumukban azt is kutatják, hogyan vethető be a diéta a krónikus betegségek terápiáiban. Különféle ételek bevitelével elméletileg ugyanis elérhető, hogy a mikrobiom áthangolódjon, és elősegítse az egészséges immunválaszt.
A COVID-19 és a mikrobiom
Szerencsére csak a koronavírus-fertőzöttek töredékénél alakulnak ki olyan súlyos komplikációk, amelyek kórházi kezelést vagy intenzív ápolást kívánnak meg. Legtöbbjükben közös, hogy idős korúak, vagy olyan táplálkozással összefüggő betegségekben szenvednek, mint az elhízás, a kettes típusú cukorbetegség vagy a szív- és érrendszeri betegségek. A fekete és a latinó populációk körében mindhárom, az elégtelen táplálkozással összefüggő betegség gyakoribb. Maldonado-Contreras szerint nem véletlen, hogy körükben a COVID-19 következményeibe is többen haltak bele, mint a fehérek közül – az Egyesült Államokban és az Egyesült Királyságban egyaránt.
A világjárvány hatására a mikrobiológus eltért fő kutatási irányától, és azt kezdte el vizsgálni, hogy milyen szerepet játszik a bél mikrobiomja a koronavírus-fertőzésre adott túl intenzív immunválaszban. Kutatótársaival az volt a feltevésük, hogy a COVID-19-ben súlyosan megbetegedett – elhízott, kettes típusú diabéteszben vagy valamilyen szív- és érrendszeri problémában szenvedő – pácienseknél a megváltozott bélmikrobiom súlyosbítja az akut légzési distressz szindrómát.
Ez az életveszélyes tüdőkárosodással járó betegség az eddigi kutatások szerint koronavírusos betegeknél az immunrendszer citokinviharnak nevezett túlreagálása miatt alakul ki. Ilyenkor az immunsejtek kontrollálatlanul ömlenek a tüdőbe, és nem maga a vírus, hanem ez a gyulladásos immunválasz vezet végül is a súlyos tüdőkárosodáshoz, majd a sokszervi elégtelenséghez és a halálhoz.