A „probiotikus” hívószóval forgalmazott élelmiszerek gyártói régóta hangoztatják, hogy ha a megfelelõ bélbaktériumokkal népesítjük be beleinket, az szellemünk egészségére is pozitívan hat ki. Az idegtudomány sokáig hûvös szkepticizmussal viseltetett e tanokkal szemben; az utóbbi években azonban egyre sokasodnak a bélflóra és a különbözõ mentális betegségek – például az autizmus vagy a depresszió – kapcsolatát alátámasztó megfigyelések. Úgyhogy a kutatók már nemcsak azon törik a fejüket, miként lehetne ezeket az eredményeket a klinikumban kamatoztatni, hanem azon is, hogyan tervezhetnének megdönthetetlen bizonyítékot szolgáltató kísérleteket.

„Az egész kutatási terület hamarosan szintet lép tudományosság szempontjából, így remélhetõleg el fog oszlani azt a benyomás, hogy ami eredményünk van, az túl kevés labortól származik, és túl sok piaci érdektõl terhes” – bizakodik Sarkis Mazmanian, a California Institute of Technology (Pasadena, Egyesült Államok) mikrobiológusa.

Az idei évben az USA mentális egészségért felelõs szövetségi intézete, a US National Institute of Mental Health több mint 1 millió dollárt szentelt egy a bélflóra – modernebb nevén: a bél-mikrobiom – és az agy kapcsolatát elemzõ új kutatási programra. A mikrobiom és az agy összefüggésének eddig megismert bizonyítékait november 19-én, az amerikai Society for Neuroscience éves kongresszusán, Washington DC-ben mutatták be a területtel foglalkozó idegtudósok. A kifejezetten e témára összpontosító konferencia a „Bél-mikrobák és az agy: paradigmaváltás az idegtudományban” címet viselte.
Hogyan befolyásolják a bélbaktériumok az agymûködést?

Bár a bél-mikrobiom összetétele és egyes viselkedési zavarok, különösen az autizmus közötti kapcsolatra már régebben felfigyelt a tudomány, a kutatók csak most kezdik megérteni, milyen úton-módon lehetnek képesek a bélbaktériumok az agy mûködését befolyásolni. Az immunrendszer szinte bizonyosan szerepet játszik, csakúgy, mint az agyat az emésztõtraktussal összekötõ bolygóideg. A baktériumok anyagcseretermékei is hatással lehetnek az agyra: például legalább kétfajta bélbaktérium állítja elõ melléktermékként a gamma-aminovajsav (gamma-aminobutiric acid, GABA) nevû idegi ingerületátvivõ anyagot.

A mikrobiom valószínûleg az élet korai szakaszában fejti ki a legnagyobb hatást az agyra – vélekedik John Cryan, a University College Cork (Írország) gyógyszerésze. A washingtoni találkozón bemutatott tanulmányukban Cryan és munkatársai arra hívták fel a figyelmet, hogy a császármetszéssel világra segített, ezért a természetes úton születettektõl eltérõ bélflórával rendelkezõ egerek jóval hajlamosabbak a szorongásra és a depressziószerû tünetekre. Cryan szerint az a körülmény, hogy a császárral született egereknek nem volt módjuk begyûjteni a hüvelyben élõ baktériumokat – a legelsõket, amelyekkel egy emlõs az élete során találkozik –, egész életre szólóan befolyásolta mentális egészségüket.

Hasonló üzenetet közvetített Mazmanianék 2013-ban közölt tanulmánya, mely arról számolt be, hogy egy autisztikus jellegeket mutató egérmodellben jóval alacsonyabb volt a Bacteroides fragilis bélbaktérium mennyisége, mint az egészséges állatokban. Az autisztikus egerek stresszesek és antiszociálisak is voltak, és olyan emésztõszervi tünetek jelentkeztek náluk, amelyek az emberekben is gyakran társulnak az autizmussal. Ha ezeknek az egereknek az ételéhez B. fragilis-t kevertek, a rendellenességek megszûntek. A kutatók még a közvetítõ láncszemet is megtalálták: a beteg egerek vérében szokatlanul magas volt egy bakteriális anyagcseretermék, a 4-etilfenilszulfát (4EPS) szintje, és ugyanezt a vegyületet egészséges állatokba fecskendezve hasonló viselkedési tüneteket tudtak elõidézni.
Autistáknál a beleket kéne kezelni?

A pontos hatásmechanizmus megismerése ugyanakkor még várat magára. A mostani kongresszuson bemutatott anyagában Mazmanian mindenesetre amellett érvelt, hogy a táplálékkal felvett 4EPS csak akkor okoz viselkedési problémákat, ha egyidejûleg a bélfal áteresztõképessége abnormálisan megnõ, ugyanis a normálisan záró bélnyálkahártyán át nem jutna belõle számottevõ mennyiség a keringésbe. Ez felveti annak lehetõségét, hogy egyes autizmussal küzdõ emberekben a kezelésnek – például probiotikumok szedése formájában – inkább a bélre, semmint a túlzottan is komplex és gyógyszertani szempontból nehezen megközelíthetõ agyra kellene irányulnia.

Ám még a konferencián bemutatott úttörõ kutatások résztvevõi is szkeptikusak afelõl, vajon az állatkísérletek eredményei mennyire ültethetõk át az emberre. Mazmanian elismerte: „a legjobb jóindulattal is minimális” a probiotikumok emberi viselkedésre kifejtett hatása. Szerinte mégis fontos, hogy a kutatók egyre inkább elkezdjenek a mentális betegségek felé a mikrobiom irányából közelíteni.
A laboratóriumi eredményeket is befolyásolhatja a mikrobiom

A friss eredmények nemcsak a klinikai-, de az alapkutatás számára is fontos tanulságokkal szolgálhatnak. A Missouri Egyetem (Columbia, Egyesült Államok) állatorvosa, Catherine Hagan például bemutatta, hogy ugyanazon laboratóriumi egértörzs különbözõ tenyésztõktõl származó egyedeinek egészen eltérõ összetételû a bélflórája: a Bar Harbor-i székhelyû Jackson Laboratories-tól vásárolt egereknek például szegényesebb a mikrobiomja, mint az indianapolisi Harlan Laboratories által szállítottaknak. Egy meghatározott egértörzs bármely két egyedét – genetikai azonosságukra alapozva – általában egyenértékûnek szokás tekinteni, ám a most felfedett különbségek komolyan aláássák a kutatási eredmények reprodukálhatóságát. Ha két különbözõ labor két különbözõ forrásból szerzi be az egereit, és ezek eltérõ bélflóra-összetételük miatt eleve viselkedési különbségeket mutatnak, sok viselkedés- vagy idegtudományi eredmény valódisága megkérdõjelezõdhet.

Amikor Hagan csoportja a Harlantól vett egerekbõl bélbaktériumokat juttatott át a Jackson-féle nõstényekbe, az utóbbiak kevésbé szorongóssá váltak, és vérükben csökkent a stresszel összefüggõ vegyületek szintje. Hagan hozzátette: amikor mesterséges megtermékenyítéssel hoznak létre egereket – ami manapság általános gyakorlat –, a születendõ állatok nem a vér szerinti, hanem a befogadó anyjuktól gyûjtik be a mikrobáikat, s ezek összetétele nagyban különbözhet a törzsre jellemzõtõl. „Ha már kénytelenek vagyunk állatokat a kutatás érdekében feláldozni, legalább legyünk biztosak benne, hogy valóban azt modellezzük velük, amit szeretnénk” - figyelmeztetett a kutatónõ.