الميكروبيوم .. عدوى حميدة تساعد على الوقاية من المرض

قبل جيل أو جيلين، كان معظم الناس يعدون جميع أنواع البكتيريا “جراثيم” ضارة، وكانوا يفزعون إذا عرفوا أن أعدادا كبيرة منها تعيش في داخلهم.
أما اليوم، بعد واحد من أكبر التغييرات في التصور الشعبي لجسم الإنسان، ينظر على نطاق واسع إلى البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى بداخلنا -عدوى حميدة تعرف مجتمعة باسم الميكروبيوم أو الميكروبيوتا- على أنها ضيوف ودودة يجب أن نرحب بها ونغذيها من أجل صحتنا.
على مدار الـ20 عاما الماضية، خصص الباحثون الطبيون في الجامعات والصناعة موارد هائلة للتحقيق في قصور الميكروبيوم البشري بوصفه مسهما في مجموعة واسعة من الأمراض التي كان ينظر إليها سابقا على أنه لا علاقة لها بمسببات الأمراض – من أمراض المناعة الذاتية إلى الأمراض العقلية والسرطان. ومن خلال إلحاق الضرر بالجهاز المناعي، يمكن أن يؤدي نقص الميكروبيوم إلى زيادة التعرض لعدوى ضارة أكثر وغير مرغوب فيها.
في الوقت نفسه، انفتحت فرص تجارية في مجال العلاجات لتحسين تركيبة الميكروبيوم غير الصحي، من الحبوب المشتقة من البراز البشري إلى الأطعمة والمكملات الغذائية التي تحتوي على البريبايوتيك والبروبيوتيك.
مع ذلك، كما أشار خبيرا الميكروبيوم آلان ووكر من جامعة أبردين، وليزلي هويلز من جامعة نوتنجهام ترنت في مجلة نيتشر مايكروبيولوجي، فإن كل هذه الإثارة “جلبت أيضا معها مع الأسف الضجيج ورسخت بعض المفاهيم الخاطئة”. يدحض مقالهما 12 خرافة حول الميكروبيوم، من المبالغة في حجمه ووزنه إلى المفاهيم الخاطئة حول العلاقة بين بعض الأنماط الميكروبية والأمراض.
التقدير الذي يتم الاستشهاد به بشكل متكرر بأن عدد الخلايا الميكروبية في أجسامنا أكبر عشر مرات من عدد الخلايا البشرية يبدو أنه نشأ من حسابات “تقريبية” في السبعينيات – النسبة الفعلية أقرب إلى 1.1، كما كتبا في المقال. والمبالغة الأخرى هي وزن الميكروبيوم البشري، الذي يقدر في كثير من الأحيان بما يراوح بين 1 كيلوجرام إلى 2 كيلوجرام في المنشورات العلمية ولكنه في الواقع أقل من 500 جرام في معظم الناس.
يوجد الميكروبيوم بشكل رئيس في الأمعاء على الرغم من أن أعدادا صغيرة من البكتيريا الحميدة تعيش في أماكن أخرى من الجسم وعلى بشرتنا (غالبا ما يستخدم مصطلحي الميكروبيوم والميكروبيوتا مرادفين لبعض، على الرغم من وجود فرق فني بينهما).
تقول هويلز: إن الأبحاث التي تربط المرض بالتغيرات في توازن البكتيريا في الميكروبيوم تعتمد في كثير من الأحيان على العمل مع القوارض التي تعد نماذج سيئة عن البشر، وعلى “دراسات بشرية ضعيفة”، ما يؤدي إلى استنتاجات مضللة أو غير قابلة للتكرار. “إن محاولات تحديد نقاط التحول التي تؤثر عندها التغييرات في تكوين الميكروبيوم تأثيرا حاسما على تطور المرض فشلت إلى حد كبير حتى الآن في تكوين إجماع واضح، وذلك بسبب عدم الاتساق بين الدراسات المختلفة”.
في الدراسات البشرية، من الصعب إثبات وجود علاقة سببية يؤدي فيها الميكروبيوم غير الصحي إلى المرض، وليس السيناريو المعاكس الذي يتسبب فيه المرض في تكاثر بكتيريا معينة في الأمعاء.
كان تطوير الأطعمة والمكملات الغذائية التي تحتوي على البريبايوتيك والبروبيوتيك، مثل الزبادي، التي تعزز نمو البكتيريا الصحية في الأمعاء، هو الذي أدى إلى الموجة الأولى من البحث والتطوير في الميكروبيوم قبل 20 عاما. لكن ذلك تراجع أخيرا، حيث فرضت الهيئات التنظيمية، ولا سيما في أوروبا، متطلبات أكثر صرامة على منتجي الأغذية لتقديم أدلة علمية قوية للادعاءات الصحية، كما تقول هويلز.
حتى الآن، أثبت العلاج بالميكروبيوم -على شكل عمليات زراعة براز من متبرعين أصحاء- نجاحه في مرض واحد فقط: النمو المفرط للبكتيريا المطثية العسيرة في الأمعاء، كما تقول هويلز. وهذا تجسيد مباشر للميكروبيوم غير الصحي. تشكل الأمراض الناجمة عن التأثيرات الثانوية للميكروبيوم في أماكن أخرى من الجسم تحديا أكبر.
أحد أهم تأثيرات الميكروبيوم -التي لا جدال فيها- هو تأثيرها على الجهاز المناعي للمضيف. وهذا يؤثر على مجموعة واسعة من الحالات الشائعة من ضمنها الالتهاب، ليس فقط في الأمعاء ولكن في أماكن أخرى. تصنع الميكروبات جزيئات أيضية تنتشر في جميع أنحاء الجسم، إما لتقوية دفاعاته المناعية أو إضعافها.
تتوقع هويلز أن “علاج السرطان سيكون أهم محور في أبحاث الميكروبيوم في الأعوام القليلة المقبلة”. ومن الأمثلة الحديثة على ذلك دراسة نشرها علماء في جامعة هارفارد في مجلة نيتشر، التي توضح كيف أن الاختلافات في بكتيريا الأمعاء تغير استجابة الجسم للعلاج المناعي بي دي-1، الذي أحدث تحولا في علاج أنواع سرطان كثيرة. وفي التجارب التي أجريت على الفئران، وجدوا أن بكتيريا معينة أثرت على نشاط جزيئين مناعيين يؤديان دورا رئيسا في تحديد مدى فاعلية العلاج في إطلاق العنان لقوة الجهاز المناعي لمحاربة السرطان. والخطوة التالية هي تكرار هذه النتائج في البشر.
لكن مسار التطوير لن يكون سهلا، كما تقول فرانشيسكا جازانيجا، وهي من أعضاء فريق بحث جامعة هارفارد: “إن كلا من السرطان والجهاز المناعي والميكروبيوم معقد تعقيدا مذهلا على حدة، ولكن عندما تجمع هذه الأنظمة معا، فإن التفاعل الناتج يصبح أكثر تعقيدا بشكل كبير”.
هناك دليل مختلف تماما على قدرة الميكروبيوم في التأثير على الاستجابات المناعية، في دراسة أجريت في مركز فريد هاتشينسون للسرطان في سياتل منشورة في مجلة إميونيتي. وجد الباحثون أن نوع البكتيريا الموجودة في الأمعاء قبل زراعة النخاع العظمي لعلاج سرطان الدم يحدد خطر الإصابة بداء الطعم ضد الثوي، حيث تهاجم الخلايا المناعية للمانح الخلايا السليمة للمتلقي.
مرة أخرى، ستكون هناك حاجة إلى أبحاث أكثر قبل أن يتمكن الأطباء من تعديل النظام البيئي الميكروبي المعقد في الأمعاء لتحسين نتائج الزراعة. يقول موتوكو كوياما، قائد الدراسة: “لا يزال هناك كثير من الأمور التي يجب فهمها حول كيفية استغلال الميكروبيوم، لكن عملنا يظهر أن الميكروبيوم قبل الزراعة هو محور مهم لتركيز الأبحاث المستقبلية”.

قبل جيل أو جيلين، كان معظم الناس يعدون جميع أنواع البكتيريا “جراثيم” ضارة، وكانوا يفزعون إذا عرفوا أن أعدادا كبيرة منها تعيش في داخلهم.
أما اليوم، بعد واحد من أكبر التغييرات في التصور الشعبي لجسم الإنسان، ينظر على نطاق واسع إلى البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى بداخلنا -عدوى حميدة تعرف مجتمعة باسم الميكروبيوم أو الميكروبيوتا- على أنها ضيوف ودودة يجب أن نرحب بها ونغذيها من أجل صحتنا.
على مدار الـ20 عاما الماضية، خصص الباحثون الطبيون في الجامعات والصناعة موارد هائلة للتحقيق في قصور الميكروبيوم البشري بوصفه مسهما في مجموعة واسعة من الأمراض التي كان ينظر إليها سابقا على أنه لا علاقة لها بمسببات الأمراض – من أمراض المناعة الذاتية إلى الأمراض العقلية والسرطان. ومن خلال إلحاق الضرر بالجهاز المناعي، يمكن أن يؤدي نقص الميكروبيوم إلى زيادة التعرض لعدوى ضارة أكثر وغير مرغوب فيها.
في الوقت نفسه، انفتحت فرص تجارية في مجال العلاجات لتحسين تركيبة الميكروبيوم غير الصحي، من الحبوب المشتقة من البراز البشري إلى الأطعمة والمكملات الغذائية التي تحتوي على البريبايوتيك والبروبيوتيك.
مع ذلك، كما أشار خبيرا الميكروبيوم آلان ووكر من جامعة أبردين، وليزلي هويلز من جامعة نوتنجهام ترنت في مجلة نيتشر مايكروبيولوجي، فإن كل هذه الإثارة “جلبت أيضا معها مع الأسف الضجيج ورسخت بعض المفاهيم الخاطئة”. يدحض مقالهما 12 خرافة حول الميكروبيوم، من المبالغة في حجمه ووزنه إلى المفاهيم الخاطئة حول العلاقة بين بعض الأنماط الميكروبية والأمراض.
التقدير الذي يتم الاستشهاد به بشكل متكرر بأن عدد الخلايا الميكروبية في أجسامنا أكبر عشر مرات من عدد الخلايا البشرية يبدو أنه نشأ من حسابات “تقريبية” في السبعينيات – النسبة الفعلية أقرب إلى 1.1، كما كتبا في المقال. والمبالغة الأخرى هي وزن الميكروبيوم البشري، الذي يقدر في كثير من الأحيان بما يراوح بين 1 كيلوجرام إلى 2 كيلوجرام في المنشورات العلمية ولكنه في الواقع أقل من 500 جرام في معظم الناس.
يوجد الميكروبيوم بشكل رئيس في الأمعاء على الرغم من أن أعدادا صغيرة من البكتيريا الحميدة تعيش في أماكن أخرى من الجسم وعلى بشرتنا (غالبا ما يستخدم مصطلحي الميكروبيوم والميكروبيوتا مرادفين لبعض، على الرغم من وجود فرق فني بينهما).
تقول هويلز: إن الأبحاث التي تربط المرض بالتغيرات في توازن البكتيريا في الميكروبيوم تعتمد في كثير من الأحيان على العمل مع القوارض التي تعد نماذج سيئة عن البشر، وعلى “دراسات بشرية ضعيفة”، ما يؤدي إلى استنتاجات مضللة أو غير قابلة للتكرار. “إن محاولات تحديد نقاط التحول التي تؤثر عندها التغييرات في تكوين الميكروبيوم تأثيرا حاسما على تطور المرض فشلت إلى حد كبير حتى الآن في تكوين إجماع واضح، وذلك بسبب عدم الاتساق بين الدراسات المختلفة”.
في الدراسات البشرية، من الصعب إثبات وجود علاقة سببية يؤدي فيها الميكروبيوم غير الصحي إلى المرض، وليس السيناريو المعاكس الذي يتسبب فيه المرض في تكاثر بكتيريا معينة في الأمعاء.
كان تطوير الأطعمة والمكملات الغذائية التي تحتوي على البريبايوتيك والبروبيوتيك، مثل الزبادي، التي تعزز نمو البكتيريا الصحية في الأمعاء، هو الذي أدى إلى الموجة الأولى من البحث والتطوير في الميكروبيوم قبل 20 عاما. لكن ذلك تراجع أخيرا، حيث فرضت الهيئات التنظيمية، ولا سيما في أوروبا، متطلبات أكثر صرامة على منتجي الأغذية لتقديم أدلة علمية قوية للادعاءات الصحية، كما تقول هويلز.
حتى الآن، أثبت العلاج بالميكروبيوم -على شكل عمليات زراعة براز من متبرعين أصحاء- نجاحه في مرض واحد فقط: النمو المفرط للبكتيريا المطثية العسيرة في الأمعاء، كما تقول هويلز. وهذا تجسيد مباشر للميكروبيوم غير الصحي. تشكل الأمراض الناجمة عن التأثيرات الثانوية للميكروبيوم في أماكن أخرى من الجسم تحديا أكبر.
أحد أهم تأثيرات الميكروبيوم -التي لا جدال فيها- هو تأثيرها على الجهاز المناعي للمضيف. وهذا يؤثر على مجموعة واسعة من الحالات الشائعة من ضمنها الالتهاب، ليس فقط في الأمعاء ولكن في أماكن أخرى. تصنع الميكروبات جزيئات أيضية تنتشر في جميع أنحاء الجسم، إما لتقوية دفاعاته المناعية أو إضعافها.
تتوقع هويلز أن “علاج السرطان سيكون أهم محور في أبحاث الميكروبيوم في الأعوام القليلة المقبلة”. ومن الأمثلة الحديثة على ذلك دراسة نشرها علماء في جامعة هارفارد في مجلة نيتشر، التي توضح كيف أن الاختلافات في بكتيريا الأمعاء تغير استجابة الجسم للعلاج المناعي بي دي-1، الذي أحدث تحولا في علاج أنواع سرطان كثيرة. وفي التجارب التي أجريت على الفئران، وجدوا أن بكتيريا معينة أثرت على نشاط جزيئين مناعيين يؤديان دورا رئيسا في تحديد مدى فاعلية العلاج في إطلاق العنان لقوة الجهاز المناعي لمحاربة السرطان. والخطوة التالية هي تكرار هذه النتائج في البشر.
لكن مسار التطوير لن يكون سهلا، كما تقول فرانشيسكا جازانيجا، وهي من أعضاء فريق بحث جامعة هارفارد: “إن كلا من السرطان والجهاز المناعي والميكروبيوم معقد تعقيدا مذهلا على حدة، ولكن عندما تجمع هذه الأنظمة معا، فإن التفاعل الناتج يصبح أكثر تعقيدا بشكل كبير”.
هناك دليل مختلف تماما على قدرة الميكروبيوم في التأثير على الاستجابات المناعية، في دراسة أجريت في مركز فريد هاتشينسون للسرطان في سياتل منشورة في مجلة إميونيتي. وجد الباحثون أن نوع البكتيريا الموجودة في الأمعاء قبل زراعة النخاع العظمي لعلاج سرطان الدم يحدد خطر الإصابة بداء الطعم ضد الثوي، حيث تهاجم الخلايا المناعية للمانح الخلايا السليمة للمتلقي.
مرة أخرى، ستكون هناك حاجة إلى أبحاث أكثر قبل أن يتمكن الأطباء من تعديل النظام البيئي الميكروبي المعقد في الأمعاء لتحسين نتائج الزراعة. يقول موتوكو كوياما، قائد الدراسة: “لا يزال هناك كثير من الأمور التي يجب فهمها حول كيفية استغلال الميكروبيوم، لكن عملنا يظهر أن الميكروبيوم قبل الزراعة هو محور مهم لتركيز الأبحاث المستقبلية”.