Mikrobioomika uurimisgrupis uuritakse inimese soole mikrobiootat – seedetraktis elavate bakterite ja viiruste kooslusi – ning nende seoseid toitumise ning tervisega. Mikrobioomika kui teadusvaldkond hõlmab bakterikoosluste liigilise koosseisu, ainevahetuse ja geneetika uurimist, et mõista nende mõju inimese organismi talitusele.

„Soolebakterid on inimese tervise seisukohast olulised, sest aitavad lagundada toidukomponente, mida seedeensüümid ei lagunda ja toodavad nii inimese seedesüsteemi kui ka teiste süsteemide, näiteks närvi- ja immuunsüsteemi toimimiseks vajalikke ühendeid,“ ütleb Adamberg. Kui koosluses hakkavad domineerima patogeensed ehk haigusi tekitavad bakterid, siis läheb soolemikrobioota tasakaalust välja ehk tekib düsbioos. „Soolekoosluse düsbioos on tänapäeva elustiili – vähene liikumine, väheväärtuslik toit, ravimite tarvitamine, keskkonnasaaste, stress jne – varjatud, aga sage kaaslane ning põhjustab enamikku kroonilistest terviseprobleemidest“, lisab Adamberg. 

Viiruspreparaadid soolemikrobioota tervendamiseks

Lisaks bakteritele uurib grupp ka soolemikrobiootas elavaid viiruseid. Erilise huvi all on bakterite viirused ehk faagid, mis mõjutavad bakterite tasakaalu soolekooslustes. „Igal bakteril on oma vaenlased viiruste näol. Koostöös Kopenhaageni Ülikooliga on meie eesmärk leida sellised viiruste kooslused, mis jätaksid ellu kasulikud ja eemaldaksid patogeensed bakterid“, ütleb Adamberg. Viroomi uurimise kaugem eesmärk on töötada välja viiruspreparaadid soolemikrobioota tervendamiseks.

Ainevahetus kui uurimise keskpunkt

Uurimisrühma töö keskmes on ainevahetusprotsessid – kuidas ainevahetuse käigus muudetakse toit organismile kättesaadavaks energiaks ja ehitusmaterjaliks. Oluline on teada, kui palju ja mida tuleb süüa, et rakud ja koed saaksid piisavalt energiat kasvamiseks ning uuenemiseks. „Bakterite roll ainevahetuse protsessis on huvitanud teadlasi juba üle saja aasta mil avastati, et ilma bakteriteta imetajad hakkama ei saa. Loodetavasti pole enam palju neid, kes arvavad, et hävitada tuleb kõik tuntud bakterid. Praegune suund on lausa vastupidine, elusbaktereid sisaldavad toidud on olulised,“ ütleb Adamberg. 

Uurimisgrupi eripära on pikaajaline kogemus mikroorganismide kasvatamisel laboritingimustes, mis võimaldab keskenduda just mikroobikoosluste ainevahetuse uurimisele. „Elusaid mikroobikooslusi uurivaid teadusgruppe on vähem, enamik mikrobioomiteadlasi uurivad bakterite ja mikroorganismide omadusi DNA-põhiste meetoditega. Need ei nõua elusaid mikroorganisme ning meetod sobib hästi suurte proovihulkade kiireks ja automatiseeritud analüüsiks. Meie kasutame DNA analüüse lisaks teistele meetoditele,“ lisab Adamberg.

Täppistoitumine kiudainete abil 

Uurimisgrupi üheks suuremaks ettevõtmiseks on Euroopa Komisjoni EIC Pathfinder programmi alt toetatud projekt FIBRE-MATCH. Eesmärgiks on välja töötada inimese soolemikrobioomi tüübist lähtuvad personaalsed toitumisstrateegiad, mis aitaksid suurendada kiudainete tarbimist. Heaoluühiskonnas on kiudainete tarbimine oluliselt madalam toitumissoovitustes toodust. Samas on kiudained soolebakterite jaoks põhiline energiaallikas, aidates kaasa mikrobioomi tasakaalule. 

Adamberg nendib, et kui inimese kõhutervis on korrast ära ja tekivad gaasid, puhitus, kõhukinnisus või -lahtisus, siis kiputakse vältima toiduaineid, mis neid probleeme võimendavad. „Nii võidakse teha liigselt üldistusi ja menüüst jäetakse välja kõik teravilja- või piimatooted või puuviljad. See aga viib paratamatult olukorrani, kus toit on ühekülgne ning eeskätt jääb vajaka kiudainetest“. 

FIBRE-MATCH on koostööprojekt, milles lisaks TalTechi teadlastele osalevad Helsingi Ülikooli ja Örebro Ülikooli teadlased.  Uuritakse, millistel tingimustel tekib inimese seedetraktis kõige rohkem gaase. Need tekitavad tundlikele inimestele tõsiseid terviseprobleeme (kõhuvalu, krampe, kõhulahtisust). Euroopas jt arenenud riikides esineb neid probleeme 10-20 % rahvastikust ja seda nimetatakse ärritunud soole sündroomiks. Peamine ülesanne on leida optimaalne kiudainete valik igale mikrobioomitüübile.  

Muu hulgas kaardistatakse meie piirkonnas levinud peamised soolemikrobioomi tüübid kiudainete lagundamise alusel, kasutades kaasaegseid oomikameetodeid, tervise- ja toitumisandmeid ning bakterite andmebaaside andmeid. Adambergi sõnul on tema uurimisgrupi peamiseks ülesandeks viia läbi laboratoorsed uuringud, milles kombineeritakse erinevaid soolekooslusi erinevate kiudainetega, analüüsitakse ainevahetuse muutusi molekulide tasemel ning koostatakse arvutusmudelid gaaside tootmise jaoks. 

Grupi peamisteks uurimisobjektideks on meie piirkonna peamiste toiduviljade rukki ja kaera kiudained. Laboriuuringute ja andmeanalüüsi tulemusel saadud parimate kombinatsioonide alusel töötatakse välja testtoidu prototüüp kliinilistes toitumiskatseteks, kus peab selguma teooria ja praktika vastavus.