Baktereid ja viirusi sisaldav soole mikrobioota mõjutab inimese tervist mitmel viisil, aidates toitu seedida ning mõjutades immuun- ja närvisüsteemi ning hormonaalseid protsesse. Kui soole mikrobioota on tasakaalust väljas, võivad ülekaalu saavutada patogeensed bakterid ning see põhjustab mitmeid kroonilisi terviseprobleeme. Soolemikrobioota düsbioos kaasneb sageli tänapäevase elustiiliga, mida iseloomustab vähene liikumine, madala toiteväärtusega toit, ebaregulaarne söömis- ja unerežiim, sage ravimite tarvitamine, keskkonnasaaste ning stress.

Uuringute vastutav autor, TalTechi keemia ja biotehnoloogia instituudi vanemteadur Kaarel Adamberg selgitab: „Soole mikrobioota parandamiseks saab kasutada bakteriviiruseid ehk faage, sest need võivad hävitada nii kasulikke kui ka kahjulikke baktereid. Üksikutel faagidel põhinevat faagiteraapiat on uuritud juba üle sajandi ja on loodud ka spetsiifilisi preparaate. Kuid kuna soolestikus elab sadu erinevaid baktereid, on terve koosluse muutmine üksikute faagidega vähetõhus. Sellest tulenevalt on välja pakutud, et soolemikrobioota tervendamiseks võiks kasutada viiruste kooslust ehk viroomi“.

Üks uuringusse kaasatud patogeensetest bakteritest on surmavat kõhulahtisust põhjustav Clostridium difficile. Antibiootikume manustatakse patogeensete bakterite, sealhulgas C. difficile´i hävitamiseks, kuid ei ole selektiivsed, st mõjuvad ka nn kasulikele bakteritele, kes peavad koosluses haigustekitajate arvu kontrolli all hoidma. Teatud juhtudel on ainsaks efektiivseks ravivõimaluseks terve inimese (doonori) fekaali ülekanne nakatunule ehk fekaalse mikrobioota transplanteerimine (FMT). FMT-ga kaasnevad aga mitmed ohud, sest ka hoolikalt kontrollitud fekaalne materjal võib sisaldada patogeene ja haigusi põhjustavaid viirusi. Lisaks on iga protseduuri jaoks vaja uut doonorit.

„Kasvatasime fekaalseid kooslusi (bakterid ja viirused) bioreaktoris soolekeskkonnaga sarnases ja hapnikuvabas keskkonnas. Saadud bakterikultuuri filtreerisime ja nii jäid preparaati ainult bakteriviirused ehk faagid. Selline filtraat on ohutum, kuna see ei sisalda enam aktiivses vormis inimeste haigustekitajaid baktereid ega eukarüootseid viirusi. Tulemused näitasid, et bioreaktoris toodetud bakteriaalne viroom oli väga mitmekesine. Lisaks on bioreaktoris võimalik viroome toota suurtes kogustes,“ kirjeldab Kaarel Adamberg katsetatud meetodit.

Taltechi laboris valmistatud viiruspreparaate testiti Kopenhaageni Ülikoolis kahes loomkatses. Clostridium difficile'i bakteritega nakatatud hiirte ravi tulemuslikkus viiruspreparaadiga ja hiirte ellujäämine oli hea. Teises katses näidati, et viiruspreparaat aitab leevendada rasvunud hiirte metaboolse sündroomi näitajaid.

Uuringud ilmusid ajakirjades iScience, Nature Communications ja Microbiome.

Artiklite seeriat tutvustav video:

Viited:

Adamberg S, Rasmussen TS, Larsen SB, Mao X, Nielsen DS, Adamberg K. Reproducible chemostat cultures to minimize eukaryotic viruses from fecal transplant material. iScience. 2024 Jul 5;27(8):110460. doi: 10.1016/.isci.2024.110460. eCollection 2024 Aug 16
Mao X, Larsen SB, Zachariassen LSF, Brunse A, Adamberg S, Mejia JLC, Larsen F, Adamberg K, Nielsen DS, Hansen AK, Hansen CHF, Rasmussen TS. Transfer of modified gut viromes improves symptoms associated with metabolic syndrome in obese male mice. Nature Communications. 2024 Jun 3;15(1):4704. doi: 10.1038/s41467-024-49152-w
Rasmussen TS, Mao X, Forster S, Larsen SB, Von Münchow A, Tranæs KD, Brunse A, Larsen F, Mejia JLC, Adamberg S, Hansen AK, Adamberg K, Hansen CHF, Nielsen DS. Overcoming donor variability and risks associated with fecal microbiota transplants through bacteriophage-mediated treatments. Microbiome. 2024 Jul 1;12(1):119. doi.org/10.1186/s40168-024-01820-1