Badania mikrobiomu. Prawdy i mity.

Mikrobiom, probiotyki i ich wpływ na zdrowie to obszary, które przeżywają szczególnie intensywny rozwój naukowy (1–4). Dzięki diagnostyce każdego dnia dowiadujemy się nowych faktów na temat mikrobioty i tego jak wpływa na ludzkie zdrowie. Pacjenci chcą skorzystać z rozwijającej się wiedzy, by poznać swój mikrobiom, a przede wszystkim móc wdrożyć rozwiązania, które pozwolą cieszyć się zdrowiem.

Diagnostyka mikrobiomu to temat zawiły i skomplikowany. Istnieje kilka metod badania składu mikrobioty jelitowej. Należy jednak pamiętać, że najważniejszym jest dobór odpowiedniej techniki do zakładanego celu. Powołując się na analogię z innej dziedziny, to, że nie używamy lupy do oglądania księżyca lub lunety do obserwowania pierwotniaków, nie oznacza, że któreś z nich jest gorszym lub lepszym przyrządem optycznym. W przypadku metod badania mikrobiomu można w skrócie podzielić je na trzy rodzaje – metody hodowlane (nazywane niekiedy mikrobiologią klasyczną lub Pasteur-owską), metody molekularne oparte na sekwencjonowaniu genomu lub PCR oraz metody wysokprzepustowe (5,6). Wszystkie wskazane metody mają swoje zalety i wady, a co za tym idzie również różne zastosowania. Metody klasyczne są nadal podstawową metodą do wykonywania analiz ilościowych (7). Z kolei metody molekularne świetnie się sprawdzają, gdy potrzebujemy uzyskać bardzo szeroki ogląd różnorodności mikrobiomu oraz gdy zależy nam na wysokiej czułości badań lub bardzo szybkich wynikach (1). Dlatego też metody te często są wykorzystywane w szpitalach, gdzie znaczenie ma każda minuta.

Czym charakteryzuje się badanie wykonywane przez Instytut Mikrobiomiki

Na tę chwilę nie ma jednego, idealnego wzorca mikrobioty (3). Istnieją jednak określone szczepy, których patologiczna ekspansja i rozrost, może stać się powodem dolegliwości jelitowych, obniżonej odporności i częstszych infekcji (4,8). Ta wiedza jest już dobrze ugruntowana w medycynie, są znane metody diagnostyczne, a co najważniejsze ustalono normy.
Należy jednak pamiętać, że nawet w całkowicie zdrowym mikrobiomie mogą występować drobnoustroje potencjalnie patogenne. Nie musi to być problemem dla organizmu, jeśli mikrobiota jest utrzymana w równowadze. Odpowiednia liczba pożądanych bakterii w naszym jelicie chroni nas przed patologicznym wzrostem szczepów chorobotwórczych (9). Możliwy problem występuje dopiero wtedy, kiedy równowaga, określana także homeostazą, zostaje zachwiana, a patogeny trafiają na dogodne warunki do rozwoju.

Posłużymy się przykładem Tomka. Tomek nigdy nie cierpiał na dolegliwości jelitowe, wszystko było w porządku. Tomek jadł co chciał, pił co chciał i nic mu nie dolegało. W jego diecie pojawiało się coraz więcej przetworzonego jedzenia, ponieważ Tomek był bardzo zapracowany. Wybierał posiłki w sklepikach, jadł szybko, a w weekendy, by się odstresować, sięgał po kolejne niezdrowe przekąski, a nawet alkohol. Na domiar złego Tomek przechodził trudny i bardzo stresujący moment w pracy, złapał infekcję, dostał antybiotyk i się zaczęło. 2 tygodnie od odstawienia antybiotyku zaczął mieć biegunkę, a w konsekwencji zmienił się rytm jego wypróżnień. Coraz częściej bolał go brzuch, miał wzdęcia, które czasami uniemożliwiały mu pracę.

To perspektywa Tomka, a jaka jest perspektywa jego mikrobiomu jelitowego? Ponieważ Tomek nie odżywiał się zdrowo, swoją dietą karmił nie tylko siebie i pożyteczną mikroflorę, ale również mikroflorę patogenną. Z tego względu jeszcze przed antybiotykoterapią równowaga jego mikrobiomu mogła być zachwiana (10–12). Stres dodatkowo zaburzył mikrobiotę, ale przełomowym momentem było zastosowanie antybiotyku, który oprócz bakterii, które powodowały infekcję, zabił także część jego pożytecznej mikroflory. W ten sposób stracił naturalną barierę ochronną tworzoną przez dobroczynne mikroorganizmy. W ten sposób patogeny niewrażliwe na antybiotyk zyskały szansę na to by rozpocząć ekspansję. Po 2 tygodniach od końca kuracji antybiotykiem, patogenów było już na tyle dużo, że zaczęły sprawiać problemy.

W takiej sytuacji warto sięgnąć po probiotyki (13–15). Tylko jakie? Istnieje kilka możliwości. Z jednej strony możemy zdać się na fachowe doradztwo w aptece lub samodzielnie spróbować wybrać dany szczep w oparciu o dostępne dowody naukowe (tzw. evidence based medicine, w skrócie EBM). Z drugiej możemy również skorzystać z metody prób i błędów, poszukując najlepszego dla nas preparatu. Niestety, podejścia te mogą stanowić wyzwanie, gdyż suplementacja probiotykami, aby przyniosła pożądany efekt, zazwyczaj wymaga długotrwałego przyjmowania produktu. Z tego względu bardzo ciekawą i obiecującą alternatywą może być zakup i przeprowadzenie analizy mikrobiomu, a następnie w oparciu o jej wyniki, dokonanie wyboru preparatu (16). Zatem jaki test i probiotyk najlepiej wybrać? Sekwencjonowanie genomu jest metodą najbardziej nowoczesną, ale nie dostarcza informacji o tym, które z mikroorganizmów są żywe. Dodatkowo przedstawia bardzo wiele informacji, które dość trudno zinterpretować (17). W efekcie mamy szczegółowo opisany mikrobiom, ale nadal niewiele nam to mówi w kontekście tego jaki probiotyk wybrać. Dodatkowo analizy wysokoprzepustowe są szczególnie kosztowne, a ich analiza wymaga zaangażowania bioinformatyków.  

Z tego względu w Instytucie Mikrobiomiki zdecydowaliśmy się na metody mikrobiologii klasycznej, a wyniki zawęziliśmy tylko do konkretnych patogenów, które najczęściej powodują dolegliwości jelitowe (ale nie tylko). Dzięki temu, możemy oprzeć się na normach dostępnych w literaturze i zbadać, który patogen lub patogeny stoją za nierównowagą jelitową. Otrzymany obraz mikrobiologiczny, jest z jednej strony wyczerpujący, a z drugiej łatwiejszy do interpretacji przez lekarza lub samego pacjenta (18).

Nadrzędnym celami, jakie powinniśmy sobie wyznaczyć przy wyborze odpowiedniego dla nas probiotyku powinno być wspomniane już przywrócenie równowagi oraz przede wszystkim różnorodności naszej mikrobioty jelitowej. W określonych przypadkach lepszą strategią będzie intensywna i długotrwała suplementacja preparatem monoszczepowym, w innej sytuacji lepszy efekt może dać preparat złożony z wielu szczepów. Dlatego też zachęcamy do konsultacji ze specjalistą, który pomoże odnaleźć Ci się w tym gąszczu możliwości. Właśnie taką usługę oferujemy również jako Instytut Mikrobiomiki. Dzięki naszej fachowej wiedzy pomożemy Ci podjąć optymalną decyzję w oparciu o najnowsze doniesienia naukowe i wytyczne.

W Instytucie Mikrobiomiki wykorzystujemy metodę od lat rozwijaną przez dr mikrobiologii – Ewelinę Sosnowską-Turek. Izolujemy i opisujemy szczepy probiotyczne, badamy mikrobiomy ludzi oraz zwierząt. Razem z Polską Akademią Nauk przeprowadziliśmy badanie wykorzystywanej przez nas biblioteki mikroorganizmów pod względem właściwości hamujących rozwój poszczególnych patogenów. Na tej podstawie wyselekcjonowaliśmy, które z naszych szczepów mają największą moc bójczą, a przede wszystkim dowiedzieliśmy się jaki probiotyk hamuje rozwój jakiego patogenu (9).

Na tej podstawie możemy zaplanować precyzyjny plan probiotyczny, o ile mamy wyniki mikrobiologicznego badania kału. Za planem probiotycznym nie stoi logika uzupełniania. Skupiamy się na przywróceniu równowagi, by Twoja własna mikroflora mogła znów na dobre rozgościć się w jelicie i chronić Cię przed dolegliwościami. To czysta nauka (13,19,20).

A czym to się różni od innych badań i usług celowanej probiotykoterapii?

Jak pisaliśmy na wstępie – metod i badań mikrobiomu jest wiele. My skupiamy się na kluczowych indykatorach, a nasze badanie zostało zaprojektowane tak, by dawać podstawy do dalszych działań. Chcieliśmy by badanie było dostępne i jego oparciu można było zaplanować dalsze działania. Czy jest to metoda, którą lekarze szeroko stosują? Jeszcze nie, zdajemy sobie sprawę, że to podejście nowatorskie, a wiedza na temat mikrobiomu powoli przenika do środowisk medycznych (18,21).

W 2024 roku czasopismo Lancet opublikowało opinię 69 naukowców dotyczącą badań mikrobiomu. Jednym z powodów dla których nie zalecano wykonywania takich testów, był fakt, że ze względu na brak formalnego podyplomowego wykształcenia klinicznego w zakresie wiedzy o mikrobiomie, większość lekarzy i innych pracowników służby zdrowia nie jest odpowiednio przeszkolona, ​​aby interpretować wyniki badania mikrobiomu i wykorzystywać je do interwencji terapeutycznych w celu poprawy zdrowia. Dużym wyzwaniem pozostaje także umiejętność odróżniania dobrze przeprowadzonego testu od testu niewłaściwego (21). Mikrobiom to rzeczywiście zagadnienie multidyscyplinarne, gdzie medycyna łączy się z mikrobiologią. Już teraz środowisko naukowe nawołuje do większej obecności mikrobiologów w temacie mikrobiomu (22). Doskonale to rozumiemy. Naszym zespołem kieruje doświadczona mikrobiolog dr Ewelina Sosnowska-Turek, będąca twórczynią wykorzystywanej w Instytucie Mikrobiomiki biblioteki mikroorganizmów, która również konsultuje wyniki naszych pacjentów. Oprócz tego współpracujemy z szeregiem instytucji, a także wojewódzkim konsultantem ds. mikrobiologii.

Czy mogę zanieść raport do lekarza?

Jak najbardziej. Raport Instytutu Mikrobiomiki nie służy jedynie do rekomendacji probiotycznych (18). Relatywnie często wykrywamy zakażenia, z którymi warto udać się do lekarza – jak Clostridioides difficile czy pasożyty. Raport zawiera też panel dotyczący szczepów antybiotykoopornych, który lekarzom pomoże podjąć decyzję co do zalecanych leków. To również bardzo istotne informacje przed pobytem szpitalnym.

Badać się czy nie?

Zdajemy sobie sprawę, że 650 zł to niemały wydatek, a idealną sytuacją byłoby gdyby testy indykatorów zdrowia mikrobioty były refundowane. Być może taka jest przyszłość? Tymczasem jesteśmy przekonani, że niezależnie od zdania influencerów, diagnostyka jest zawsze kluczem do skutecznych działań (23). Badanie mikrobiomu wciąż jest w stanie intensywnego rozwoju i wykorzystywanych jest wiele różnych strategii diagnostycznych czy klinicznych. W naszej pracy staramy się opierać wyłącznie na EBM, z drugiej strony wielu klinicystów osiąga doskonałe rezultaty w oparciu o nasze lub analogiczne metody badań.

Bibliografia:

Ważne dane lit:

Dz.U.2024.335 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA  z dnia 23 grudnia 2011 r. w sprawie listy czynników alarmowych, rejestrów zakażeń szpitalnych i czynników alarmowych oraz raportów o bieżącej sytuacji epidemiologicznej szpital

1.           Krakowiak O, Nowak R. Human digestive tract microflora – significance, development, modification. Postępy Fitoter [Internet]. 2015 Aug 10 [cited 2025 Jan 19]; Available from: https://www.czytelniamedyczna.pl/5407,mikroflora-przewodu-pokarmowego-czowieka-znaczenie-rozwlj-modyfikacje.html

2.           Althani AA, Marei HE, Hamdi WS, Nasrallah GK, El Zowalaty ME, Al Khodor S, et al. Human Microbiome and its Association With Health and Diseases. J Cell Physiol. 2016;231(8):1688–94.

3.           Berg G, Rybakova D, Fischer D, Cernava T, Vergès MCC, Charles T, et al. Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome. 2020 Jun 30;8(1):103.

4.           Gilbert JA, Blaser MJ, Caporaso JG, Jansson JK, Lynch SV, Knight R. Current understanding of the human microbiome. Nat Med. 2018 Apr;24(4):392–400.

5.           Claesson MJ, Clooney AG, O’Toole PW. A clinician’s guide to microbiome analysis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017 Oct;14(10):585–95.

6.           Galloway-Peña J, Hanson B. Tools for Analysis of the Microbiome. Dig Dis Sci. 2020 Mar 1;65(3):674–85.

7.           Sommer MO. Advancing gut microbiome research using cultivation. Curr Opin Microbiol. 2015 Oct 1;27:127–32.

8.           Bai M, Guo H, Zheng XY. Inflammatory bowel disease and Clostridium difficile infection: clinical presentation, diagnosis, and management. Ther Adv Gastroenterol [Internet]. 2023 Nov 28 [cited 2025 Jan 19]; Available from: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/17562848231207280

9.           Yim SS, Wang HH. Exploiting interbacterial antagonism for microbiome engineering. Curr Opin Biomed Eng. 2021 Sep 1;19:100307.

10.         Macura B, Szczepanik M. Gut-muscle axis. Physical activity as a modulator of gut microbiota status. Med Ogólna Nauki O Zdrowiu [Internet]. 2022 Oct 25 [cited 2025 Jan 19]; Available from: https://www.monz.pl/Os-jelitowo-miesniowa-Aktywnosc-fizyczna-jako-czynnik-wplywajacy-na-stan-mikrobioty,155261,0,2.html

11.         Wagenaar CA, Put M van de, Bisschops M, Walrabenstein W, Jonge CS de, Herrema H, et al. The Effect of Dietary Interventions on Chronic Inflammatory Diseases in Relation to the Microbiome: A Systematic Review. Nutrients [Internet]. 2021 [cited 2025 Jan 19];13(9). Available from: https://doi.org/10.3390/nu13093208

12.         Biesalski HK. Nutrition meets the microbiome: micronutrients and the microbiota. Ann N Y Acad Sci. 2016;1372(1):53–64.

13.         Cunningham M, Azcarate-Peril MA, Barnard A, Benoit V, Grimaldi R, Guyonnet D, et al. Shaping the Future of Probiotics and Prebiotics. Trends Microbiol. 2021 Aug 1;29(8):667–85.

14.         Singh TP, Natraj BH. Next-generation probiotics: a promising approach towards designing personalized medicine. Crit Rev Microbiol. 2021 Jul 4;47(4):479–98.

15.         Gupta V, Garg R. PROBIOTICS. Indian J Med Microbiol. 2009 Jul 1;27(3):202–9.

16.         Karbowiak M, Zielińska D. Postbiotyki – właściwości, zastosowanie i wpływ na zdrowie człowieka. Zywnosc Nauka Technol JakoscFood Sci Technol Qual. 2020;123(2):22–37.

17.         Mao L, Franke J. Symbiosis, dysbiosis, and rebiosis—The value of metaproteomics in human microbiome monitoring. PROTEOMICS. 2015;15(5–6):1142–51.

18.         Gałecka M, Basińska AM, Bartnicka A. Znaczenie mikrobioty jelitowej w kształtowaniu zdrowia człowieka — implikacje w praktyce lekarza rodzinnego. Forum Med Rodz. 2018;12(2):50–9.

19.         Waśko-Czopnik D. 3 korzyści dla jelit – prebiotyk, probiotyk, postbiotyk : Med Faktów. 2024 Jun 30;17(2(63)):204–8.

20.         Williams NT. Probiotics. Am J Health Syst Pharm. 2010 Mar 15;67(6):449–58.

21.         Porcari S, Mullish BH, Asnicar F, Ng SC, Zhao L, Hansen R, et al. International consensus statement on microbiome testing in clinical practice. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2025 Feb 1;10(2):154–67.

22.         Radlinski LC, Bäumler AJ. Microbiome science needs more microbiologists. Nat Microbiol. 2025 Feb;10(2):263–4.

23.         Carding S, Verbeke K, Vipond DT, Corfe BM, Owen LJ. Dysbiosis of the gut microbiota in disease. Microb Ecol Health Dis. 2015 Dec 1;26(1):26191.