İnsan vücudunda 30 trilyon insan hücresi, 40 trilyon da bakteri bulunur. Bu bakterilerin de büyük çoğunluğu bağırsaklarımızda yaşar ve çok önemli hayati görevlerde bulunurlar. Son 10-15 yılda bağırsak mikrobiyotasında yaşayan bakterilerin görevi ve sağlığımıza etkileri yakından araştırılıyor ve bu bölgeye ikinci beyin adı verilmeye başlandı. Her geçen gün mikrobiyotanın önemi ile ilgili yeni bilgiler öğreniyoruz.
Amerika’da Baylor College of Medicine’da çalışan bilim insanları sindirim sistemindeki mikroorganizmaların karmaşık nörolojik hastalıklar ile yakından ilişkili olduğunu ortaya çıkardı. Mikrobiyotamızdaki bakteriler dikkat eksikliğine bağlı hiperaktivite bozukluğu, depresyon, anksiyete gibi rahatsızlıkların semptomlarının hafifletilmesinde önemli rol oynayabilir. Cell dergisinde yayınlanan makalede mikrobiyota temelli terapilere gittikçe daha çok yaklaştığımız ve bir gün (belki) nörolojik hastalıkların tedavisinde buradan başlayacağımız bildiriliyor.
Mikrobiyota Davranışları Etkiliyor
Araştırma ekibinin lideri Prof. Dr. Mauro Costa-Mattioli bazı anormal davranışların birbirinden bağımsız olarak genler ve mikrobiyotaya bağlı olarak değiştiğini keşfetti. Özellikle fareler üstünde yapılan çalışmalar şunları gösterdi: Hiperaktivite bozukluğunda organizmanın genetiği büyük rol oynarken ve baskınken, sosyal davranış bozukluklarında mikrobiyotanın etkisi daha büyüktü.
Araştırmalar ilerledikçe metabolik olarak aktif biopterin molekülünün sosyal davranışı geliştirdiğini ancak motor hareketlerde etkili olmadığını gördüler. Biopterin molekül ailesinin sentezinde ise belirli bir bakteri rol oynuyordu. Araştırmacılar L. reuteri adlı bakteriyi farelerin mikrobiyotasına yerleştirerek terapötik bir yaklaşım denediler.
Organizmanın genetiği her şeyin temelini oluşturur. Ancak çevresel ve mikrobiyota gibi iç etkenler genlerin hükümranlığını etkileyebilir. Diğer taraftan bakterilerin de ayrı bir genetik kodu olduğunu ve protein sentezi yaptıklarını unutmamak gerekir. Nörolojik hastalıkların araştırılmasında çoğu çalışma genetiğe ve ilaç çalışmalarına odaklanır ama mikrobiyota temelli terapötik yaklaşımların önemi her geçen gün artmaktadır.
Nörolojik Hastalıkların Tedavisinde Yeni Bir Yol
Costa-Mattioli şimdiye kadar düşünülmemiş bir yola başvurdular ve insan genomu ile mikrobiyotadaki bakterilerin genomları arasında bir etkileşim olabileceğinin hipotezini kurdular. Dahası bu etkileşim nörolojik hastalıkların semptomlarının ortaya çıkışını da etkileyebilirdi. Böyle bir hipotezi insanlarda test etmek çok zor olacağından işe model organizma olarak fareleri kullanmak ile başladılar. Cntnap2 geninin iki alleli de bulunmayan (Cntnap2 -/-) ve nörogelişimsel bozukluğa sahip fareleri kullandılar.
Cntnap2 negatif farelerde sosyal davranış bozuklukları ve hiperaktivite gözleniyordu. Otizm spektrum rahatsızlığı olan insanlarda da bunlara benzer davranış belirtileri gözlenir. Tıpkı otizmli hastalar gibi bu farelerin mikrobiyotalarında da bazı oluşum farklılıkları mevcuttu. Genetik olarak herhangi bir mutasyon içermeyen ve Cntnap2 genine sahip olan farelere kıyasla davranış kusurları olan farelerin mikrobiyotalarındaki bakteriler daha farklıydı.
Bakteriyi veya Metabolitini Naklederek Mikrobiyotayı Düzenleyebiliriz
Araştırmacılar sağlıklı ve gen delesyonu olan farelerdeki mikrobiyota farklılıklarını analiz ettikten sonra müdahale etmeye karar verdiler. Ekip L. reuteri adlı bakteriyi mikrobiyotaya eklediklerinde mutant farelerin sosyal davranışlarında iyileşmeler gözlendi. Ancak hiperaktivitelerinde herhangi bir değişim görülmedi. Buradan şu sonuç çıkarılıyor: Mikrobiyotadaki değişiklikler, değişikliğin yapısına bağlı olarak seçici bir etki yaratıyor. Burada mikrobiyota modülasyonunun nasıl yapıldığı çok önemli. Bakteri ekleniyor veya çıkarılıyor mu ya da var olan bakteriler üzerinde bir değişiklik mi planlanıyor? Araştırmacılar bir de L. Reuteri yerine onun ürettiği biopterin molekülünü mikrobiyotaya eklediler ve aynı sonuçlara ulaşıp ulaşmayacaklarını test ettiler. Sonuç değişmedi. Bakterinin metaboliti eklendiğinde de sosyal davranışlarda iyileşmeler gözlendi. Artık şunu çok iyi biliyoruz ki, mikrobiyota üzerinde yapılacak küçük değişiklikler bile davranışsal ölçeğe yansıyıp ciddi etkiler gösterebiliyor.
Mikrobiyotanın beden ve zihin üstündeki etkisi ve önemi her geçen gün daha iyi anlaşılıyor. Belki ileride diyabet, kanser, kalp damar hastalıkları gibi rahatsızlıklarda da mikrobiyotanın doğrudan etkisi olduğu görülecek ve terapötik yaklaşımlar geliştirilecek. Kişiselleştirilmiş tıp alanında mikrobiyota temelli terapiler kesinlikle ihmal edilmemesi gerekiyor. Burada önümüzde iki farklı seçenek var. Ya mikrobiyotanın bakteri oluşumunu düzenleyeceğiz ya da bakterilerin ürettiği metabolitleri dışarıdan vererek mikrobiyota işlevini iyileştirmeye çalışacağız.
Hazırlayan: Çağlayan Taybaş
www.sinirbilim.org/norolojik-hastaliklarin-tedavisi-mikrobiyota
