Niektórzy z moich najbliższych przyjaciół to zarazki

Przetłumaczyli: Bartosz Kleszcz i Radosław Cech
Źródło: link

Mogę podać ci dokładną datę, kiedy zacząłem myśleć o sobie w pierwszej osobie liczby mnogiej – jak o superorganizmie, a nie jako zwykłym, szarym, pojedynczym człowieku. Stało się to siódmego marca – otworzyłem wtedy skrzynkę mailową, aby znaleźć na niej dławiące procesor ilości wykresów i surowych danych z laboratorium BioFrontiers Institute z Uniwersytetu Colorado w Boulder. W ramach nowego obywatelsko-naukowego programu kadra laboratorium zsekwencjonowała mój mikrobiom – nie tyle dokładnie „moje” geny, ale geny należące do kilkuset mikrobiologicznych gatunków, z którymi współdzielę to ciało. Bakterie te w ilości ok. 100 trylionów żyją (i umierają) właśnie w tej chwili na powierzchni mojej skóry, języka i głęboko w zakamarkach moich jelit, gdzie znajduje się największa ich część – aż do kilograma mikrobów tworzących razem rozległą i w dużej mierze niezbadaną wewnętrzną dżunglę, przez którą naukowcy od niedawna zaczynają wytyczać ścieżki.

Otworzyłem plik z tabelami taksonomicznymi i moim oczom ukazał się kolorowy wykres. Każdy blok reprezentował pobraną próbkę z wymazu skóry, ust i kału. Na użytek porównania obok widniały bloki reprezentujące mikrobiomy 100 przeciętnych uczestników badania.

100 trylionów pasażerów

Przede mną lista nazw setek gatunków bakterii nazywających moje ciało domem. Pod względem samych liczb możemy czuć się przy nich jak karły – okazuje się, że jesteśmy tylko w 10% ludźmi: na każdą ludzką komórkę ciała przypada gdzieś 10 zamieszkujących mnie bakterii, wliczając w to komensali (na ogół nieszkodliwych pasażerów na gapę), mutualistów (oferujących przysługę za przysługę) oraz, w rzadkich wypadkach, patogeny. Pod względem tego, że nosimy codziennie ze sobą wszystkie nasze geny, 99% z nich należy do drobnoustrojów. I coraz wyraźniej wygląda na to, że ten „drugi genom”, jak czasem się o nim mówi, ma wielki wpływ na nasze zdrowie, być może nawet większy niż geny, które dziedziczymy po rodzicach – z tą różnicą, że dziedziczone geny mamy mniej lub bardziej na stałe, a twój drugi genom można przekształcać lub nawet hodować.

Justin Sonnenburg, mikrobiolog ze Stanfordu, sugeruje, że dobrze byłoby traktować ludzkie ciało jako „złożony nośnik, zoptymalizowany pod wzrost i rozprzestrzenianie się naszych mikroskopijnych mieszkańców”. Ten skłaniający do pokory punkt widzenia ma poważne konsekwencje dla ludzkiego i mikrobiologicznego zdrowia, które są ze sobą nieodłącznie związane. Zaburzenia w wewnętrznym ekosystemie – utrata różnorodności czy, powiedzmy, rozrost „niewłaściwego” rodzaju drobnoustrojów – może predysponować nas do otyłości i całego wachlarza przewlekłych chorób oraz niektórych infekcji. „Przeszczepy kałowe”, które wiążą się z przeniesieniem mikroflory zdrowej osoby do jelit chorego, świetnie radzą sobie z odpornym na antybiotyki zarazkiem jelitowym o nazwie C. difficile, zabijającym co roku 14 000 Amerykanów. (Naukowcy korzystają z wyrazu „mikroflora” odnosząc się do wszystkich mikrobów w danej społeczności, a „mikrobiom” oznacza sumę ich kodu genetycznego.) Wiemy od kilku lat, że otyłe myszy tracą na wadze po transplantacji mieszkańców jelit myszy chudych, a odwrotna operacja przynosi u chudzielców wzrost wagi. (Nie wiemy jeszcze czemu.) Podobny eksperyment przeprowadzono niedawno w Holandii na ludziach: kiedy mikroflorę szczupłych dawców przeniesiono do wnętrz pacjentów z syndromem metabolicznym, naukowcy zaobserwowali uderzające poprawy pod względem wrażliwości na insulinę, co jest jednym z istotnych wskaźników zdrowia metabolicznego. W jakiś sposób jelitowe bakterie wpływają na przemianę materii pacjentów.

Wygląda na to, że nasi drobni mieszkańcy grają pierwsze skrzypce w ćwiczeniu i wzmacnianiu systemu immunologicznego, pomagając mu odróżnić przyjaciela od wroga i nie oszaleć w kontakcie z orzeszkami i innymi potencjalnymi alergenami. Niektórzy naukowcy uważają, że alarmujący wzrost chorób autoimmunologicznych w krajach zachodu może być efektem zaburzenia starożytnego związku między naszym ciałem a jego „starymi znajomymi” – symbiotycznymi drobnoustrojami, z którymi wspólnie ewoluowaliśmy.

Takie stwierdzenia brzmią ekstrawagancko i w rzeczy samej wielu badaczy mikrobiomu uważa, aby nie popełnić tego samego błędu, co pracujący nad ludzkim genomem dziesięć lat temu, mówiąc o byciu na ostatniej prostej ku wyleczeniu wielu chorób. Czekamy do dziś. Jednakże niezależnie, czy z badań nad mikrobiomem wynikną jakieś lekarstwa czy nie, można już wyciągnąć kilka wniosków – tyczących się poczucia tego, co to znaczy być sobą, definicji zdrowia i naszego ogólnego nastawienia do bakterii. Wedle niedawnej przełomowej publikacji grupy naukowców nt. ekologii i mikroflory powinno się obecnie „uważać zdrowie ludzkie za wspólną własność ludzi i jego mikroflory” – czyli innymi słowy jako efekt działań zespołu, a nie jednostki.

Taka zmiana paradygmatu przychodzi w sam czas, ponieważ jako cywilizacja poświęciliśmy większą część ostatniego wieku niezamierzenie robiąc wszystko, co w naszej mocy, aby niszczyć ludzką mikroflorę wojną na wielu frontach – wymierzonej przeciw bakteriom i w imię diety szczególnie szkodliwej dla ich dobrostanu. Badacze mówią obecnie o zabiedzonym „zachodnim mikrobiomie” i pytają otwarcie, czy już czas podjąć działania naprawcze nie tylko w lasach deszczowych czy na preriach, ale pod samym nosem każdego z nas, w ludzkich jelitach.

Wizyta w laboratorium

Wyruszyłem w marcu do Boulder, aby ujrzeć maszynę sekwencyjną Illumina HiSeq 2000, która umożliwiła mi tak szczegółowe poznanie tego, co czai się po drugiej stronie mojego pępka, a także aby poznać naukowców i programistów, analizujących podane przez urządzenia dane. Laboratorium prowadzi Rob Knight, smukły, cienko ostrzyżony 36-letni biolog, który przybył do USA z Nowej Zelandii, aby badać inwazyjne gatunki zwierząt, poważny problem w jego ojczyźnie. Knight ukończył doktorat z ekologii i biologii ewolucyjnej na Princeton w wieku 24 lat i następnie przedryfował z badań nad gatunkami widocznymi gołym okiem do tych niedostrzegalnych. Po drodze odkrył, że nieźle radzi sobie też w biologii obliczeniowej. Uważa się go za rewelacyjnego analityka danych sekwencyjnych, uzdolnionego poszukiwacza znaczących schematów w powodzi danych dostarczanych przez urządzenia analizujące hurtem całe DNA w podanej próbce, a potem wyciągających unikalny kod każdej bakterii. Ów talent pozwala wyjaśnić, czemu tylu naukowców współcześnie badających mikrobiomy wysyła do jego laboratorium próbki do sekwencjonowania i analizy. Jest to także powód, dla którego znajdziesz jego nazwisko na większości ważnych publikacji w tej dziedzinie.

W przeciągu dwóch dni w Boulder spędziłem miło kilka posiłków z Knightem i jego współpracownikami, absolwentami oraz studentami, choć szczerze mówiąc trochę odrzucały mnie tematy rozmów. Nie podejrzewam, abym kiedykolwiek wcześniej usłyszał podczas obiadu tyle na temat ludzkich odchodów, ale czego oczekiwać po naukowcach, którzy chcą radykalnie zmienić powszechny punkt widzenia na to, co znajduje się w naszej okrężnicy. Dowiedziałem się między innymi trochę na temat jego szesnastomiesięcznej córki, której wkład naukowy jest na bieżąco pobierany z jej pieluch i sekwencjonowany. Sam Knight przyznał się na obiedzie, że pobiera swoje próbki codziennie, a jego żona Amanda, która dołączyła do nas jednej nocy, zeznała, że jest szczęśliwa schodząc z częstotliwością swoich do jednego razu na tydzień. „Oczywiście trzymam ciągle kilka pojemników w torbie”, dodała przewracając oczami, „ponieważ nigdy nie wiadomo, kiedy się przydadzą.”

Skutkiem tej intensywnej rodzinnej autoanalizy jest seria artykułów opisujących zmiany w jej mikroflorze. Dane umożliwiły ukazanie, że społeczeństwa drobnoustrojów wśród par dzielących jeden dom są podobne, wskazując na ważność roli środowiska w kształtowaniu mikrobiomu pojedynczej osoby. Knight odkrył także, że obecność psa pod jednym dachem prowadzi do wymieszania się u każdego bakterii skórnych, prawdopodobnie przez lizanie i głaskanie. Jedna publikacja o nazwie „Ruchome obrazy ludzkiego mikrobiomu” śledziła codzienne zmiany w bakteryjnej kompozycji każdej z trzech sfer – Knight pokazał za pomocą animacji, jak każde z mikrospołeczeństw w jelitach, jamie gębowej i na skórze posiadały zupełnie inny skład, który pozostaje w miarę stały na przestrzeni czasu.

Codzienne pobieranie próbek z pieluch córki (wraz z tymi od córki współpracownika) umożliwiło także prześledzenie godnego uwagi procesu, w którym kolonie baterii zasiedlają dziecięce jelito, w łonie matki przecież sterylne i dziewicze. Zaczyna się to krótko po narodzinach, kiedy najpierw przybywa do jelita grupa bakterii, a potem wraz ze wprowadzaniem jedzenia w formie stałej i odstawieniem od piersi ich rodzaj stopniowo się zmienia, aż do trzeciego roku życia, kiedy zaczyna ona przypominać te obserwowalne u rodziców.

Mleko matki

Badanie niemowląt i ich specyficznych diet dało wgląd w to, jak postępuje taka kolonizacja i dlaczego ma to tak wielkie znaczenie dla naszego zdrowia. Jedna z najwcześniejszych wskazówek pojawiła się nieoczekiwanie: z prób rozwiązania jednej z tajemnic matczynego mleka. Przez lata dietetycy nie mogli wyjaśnić, skąd w ludzkim mleku biorą się pewne węglowodany złożone zwane oligosacharydami, których niemowlę trawić nie jest w stanie z racji braku odpowiednich enzymów. Z teorii ewolucji wynikałoby, że każdy składnik takiego mleka powinien mieć jakieś znaczenie dla rozwijającego się dziecka – w przeciwnym razie selekcja naturalna zrzuciłaby taki ciężar dawno temu.

Okazuje się, że oligosacharydy nie pojawiają się w mleku, aby odżywiać dziecko, ale jeden konkretny szczep bakterii zwany Bifidobacterium infantis o unikalnych zdolnościach rozkładu i wykorzystywania właśnie tych grup węglowodanów. Kiedy wszystko idzie wedle planu bifidobakterie mnożą się i dominują, pomagając zachować zdrowie dziecka: robiąc tłok, w którym mniej przyjemnym bakteriom trudno się zagnieździć na stałe, a co być może ważniejsze dbając o jakość nabłonka wyściełającego jelita – pełni on krytyczną rolę w ochronie przed infekcją i stanami zapalnymi.

„Mleko matki, jedyny posiłek ssaków kształtowany przez selekcję naturalną, jest kulinarnym odpowiednikiem kamienia z Rosetty”, mówi Bruce German, badacz jedzenia z Uniwersytetu Kalifornii w Davis, którego specjalizacją jest właśnie mleko. „Ten fakt mówi nam, że kiedy selekcja naturalna tworzy pożywienie, istotnym czynnikiem jest nie tylko odżywienie dziecka, lecz także mieszkańców jego jelit.”

Skąd biorą się te bifidobakterie i co to znaczy dla ciebie, jeśli nigdy nie byłeś karmiony lub karmiona piersią? Mleko matki nie jest, jak się kiedyś uważało, sterylne: jest zarówno „prebiotyczne” – stanowiąc jedzenie dla bakterii – oraz „probiotyczne”, wprowadzając do ciała kolonie przydatnych mikrobów. Niektóre z nich dostają się do przewodów mlecznych z okrężnicy matki, a stamtąd do wnętrza dziecka podczas pierwszego karmienia. Ponieważ twórcy przepisu na sztuczne mleko nie brali dotąd tej wiedzy pod uwagę, w każdym razie do niedawna, nie dodając ani prebiotycznych oligosacharydów ani probiotycznych bakterii, jelita dzieci karmionych butelką nie są właściwie zasiedlone.

Większość szczepów bakterii zasiedlających niemowlęce jelita dostaje się tam podczas narodzin – bogaty i brudny proces, który wystawia dziecko na pełen zestaw tego, co ma w sobie i na sobie matka. Jednakże te, które rodziły przy pomocy cesarskiego cięcia, relatywnie sterylnej procedury, nie przekazują synowi lub córce ani swych bakterii jelitowych, ani tych mieszkających na powierzchni pochwy. Wskutek tego we wnętrzu niemowlęcia na starcie mieszka więcej drobnoustrojów z powierzchni skóry rodziców, co jest grubo poniżej ideału i może być czynnikiem ryzyka przy alergiach, astmie i problemach autoimmunologicznych dzieci po cesarce: nie mając kontaktu z odpowiednią ilością bakterii podczas narodzin, ich systemy odpornościowe mogą się nie rozwijać właściwie.

Przy obiedzie Knight powiedział mi, że tak się przejął taką ewentualnością, że kiedy jego córka urodziła się przy pomocy awaryjnego cesarskiego cięcia, wziął wraz z żoną sprawy w swoje ręce: korzystając ze sterylnego bawełnianego wacika zaszczepili skórę nowonarodzonego niemowlęcia wydzielinami z pochwy matki, aby zapewnić właściwe zasiedlenie. Taka procedura jest obecnie przedmiotem badań w Puerto Rico.

Mikrobiom wiejski i miejski

Podczas pobytu w Boulder miałem okazję spędzić trochę czasu także z Catherine A. Lozupone, mikrobiolog, która niewiele wcześniej opuściła laboratorium Knighta, aby założyć własne na Uniwersytecie Colorado w Denvera – poświęciła trochę czasu, aby spojrzeć na mój mikrobiom i porównać go z innym, w tym ze swoim własnym. Lozupone jest autorką istotnego artykułu opublikowanego w 2012 w Nature pt. „Różnorodność, stabilność oraz odporność mikroflory ludzkich jelit”, który analizuje temat tak, jak mógłby to robić ekolog, próbując określić „typowy” stan ekosystemu, a następnie dotrzeć do różnych czynników mogących go na przestrzeni czasu zaburzyć. Jak wpływa nań dieta? Antybiotyki? Patogeny? Co z tradycjami u różnych kultur? Póki co najlepszym sposobem w ogóle rozpoczęcia odpowiadania na takie pytania jest porównywanie społeczeństw jelitowych różnych odległych od siebie populacji – wielu badaczy zajmuje się zatem pobieraniem próbek na całym świecie i wysyłką ich celem analizy do ośrodków sekwencyjnych. Projekt „American Gut” („amerykańskie jelito”), mający na celu zsekwencjonowanie społeczeństw bakteryjnych u dziesiątków tysięcy Amerykanów, jest dotąd najbardziej ambitnym z takich przedsięwzięć i ma pomóc naukowcom odkryć powiązania między stylem życia, dietą, stanem zdrowia i składem bakteryjnych społeczeństw.

Jak Lozupone (i każdy inny, kogo pytałem) podkreśla, stan badań można w tej chwili określić jako bardzo wczesny – naukowcy nie są w stanie póki co nawet powiedzieć z pewnością, jak powinien wyglądać „zdrowy” mikrobiom. Wyłaniają się jednak pewne ogólne i intrygujące schematy. Prawdopodobnie większa różnorodność jest lepsza niż mniejsza, ponieważ różnorodny ekosystem odznacza się większą odpornością – a różnorodność w jelitach kultury zachodu jest znacząco niższa niż w pozostałych, mniej uprzemysłowionych kulturach. Zachodnia mikroflora różni się zdecydowanie urozmaiceniem od tej w innych rejonach mapy. Przykładowo ta w wiejskich społeczeństwach zachodniej Afryki jest bliższa wenezuelskiej niż amerykańskiej i europejskiej.

Wiejskie społeczności cechuje nie tylko wyższa różnorodność drobnoustrojów, ale także inna obsada głównych ról. U Amerykanów i Europejczyków mamy relatywnie wysokie poziomy bacterioides oraz firmicutes oraz niskie poziomy prevotella, które z kolei dominują w jelitach wiejskich Afrykanów oraz amerykańskich Indian. (Nie do końca wiadomo, czy wysokie lub niskie poziomy którychkolwiek z nich są dobre lub złe.) Dlaczego skład różni się? Może chodzić o dietę, która w obu wiejskich populacjach odznacza się wysokim poziomem zbóż z pełnego przemiału (a prevotella bardzo je lubią), roślinnego błonnika oraz niewielką ilością mięsa. (Wiele firmucutes lubi aminokwasy, zatem rozprzestrzeniają się w diecie wysokobiałkowej, bacterioides lubią za to metabolizować węglowodany.) Niższa bioróżnorodność zachodu może być rezultatem rozpustnego stosowania antybiotyków (zarówno w służbie zdrowia i przemyśle żywieniowym), diety opartej na przetworzonym jedzeniu (które czyści się ze wszystkich bakterii, dobrych czy złych), toksyn w środowisku oraz ogólnie niższego poziomu „presji bakteryjnej” np. wystawieniu na ich obecność na co dzień. Wszystko to może wyjaśniać, dlaczego mimo tego, że wiejskie społeczeństwa są częściej narażone na choroby zakaźne oraz cechuje je niższa długość życia niż społeczeństwa zachodnie, to odznaczają się także niższym odsetkiem przewlekłych zaburzeń: alergii, astmy, cukrzycy typu 2 oraz chorób układu krążenia.

„Na wsi ludzie spędzają wiele więcej czasu na świeżym powietrzu i mają więcej kontaktu z roślinami i glebą”, mówi Lozupone. Inny badacz, który pracował nad zbiorem próbek w Malawi, powiedział mi, że „w niektórych kulturach dzieci są wychowywane przez całe społeczeństwo, przekazywane z rąk do rąk, przez co regularnie wystawia się je większą różnorodność bakterii.” Oddzielona rodzina 2+1 może nie sprzyjać zdrowiu mikrobiomu.

Okazało się przypadkiem, że Lozupone i mnie coś łączy: niecodziennie wysokie, jak na Amerykanów, poziomy prevotelli. Nasze społeczeństwa jelitowe przypominają bardziej te wiejskie niż te sąsiadów z klatki obok. Lozupone podejrzewa, że stoi za tym roślinna dieta – spożywamy mnóstwo ziaren z pełnego przemiału, warzyw oraz relatywnie niewiele mięsa (choć nikt z nas nie jest wegetarianinem). Oboje byliśmy dumni z naszych prevotelli, uznając to za oznakę zdrowej nie-zachodniej diety, przynajmniej do czasu, kiedy nie dowiedziałem się o jej badaniach nad mikroflorą pacjentów z HIV. Wygląda na to, że także oni mają wysokie poziomy prevotelli. Co jeszcze bardziej zaciemni sytuację, niedawne badanie łączy pewne bakterie jelitowe częste u zjadaczy mięsa z wysokim poziomem we krwi markerów związanych z chorobami serca – badanie sugeruje, że prevotella należą właśnie do tej grupy. W rzeczy samej, wczesne dni.

Uwagę przykuły jeszcze dwie cechy mojego mikrobiomu. Po pierwsze, ogólna jego różnorodność była wyższa niż u zwykłego zachodniego zjadacza chleba, co chętnie przyjąłem jako komplement, choć ekstrawagancko wysoka kolonia mikrobów na mojej skórze unosi brew. „Gdzie chłopie wtykasz ręce?”, spytał mnie Jeff Leach z projektu American Gut po przejrzeniu moich wyników. Moja skóra jest przystanią dla bakterii związanych głównie z roślinami, glebą i trochę alarmujących kolonii cechujących jelita zwierzęce. Składam to na karb pracy w ogrodzie, kompostu (hoduję też robaki) oraz tego, że fermentuję kimchi oraz produkuję ser z mleka prosto od krowy – oba należą do jedzenia, które aż ugina się od żywych kultur bakterii.

Rola bakterii jelitowych

Porównując do ekosystemów lasów deszczowych czy prerii, ten wewnętrzny nie jest dotąd dobrze poznany, ale podstawowe zasady ekologii – które wraz z potężnymi urządzeniami sekwencyjnymi otwierają te niewidzialne drzwi dla nauki – zaczynają dawać kilka wstępnych odpowiedzi, a do tego ogromny stos intrygujących hipotez. Twoja flora bakteryjna stabilizuje się w wieku 3 lat, kiedy to większość nisz w twoim bakteryjnym ekosystemie staje się zajęta. Nie oznacza to, że nie może się już po tym zmienić – może, ale nie z łatwością. Zmiana diety lub zestaw antybiotyków, przykładowo, mogą zaowocować zmianą proporcji wśród zamieszkujących nas gatunków, pomagając jednym szczepom, a przyczyniając się do obumarcia innych. Czy można wprowadzić nowe gatunki? Tak, ale prawdopodobnie tylko, gdy po znaczących zaburzeniach otwiera się jakaś nisza, jak w przypadku antybiotykowej burzy. Tak jak każdy inny dorosły ekosystem, tak ten w jelicie ma tendencję do opierania się zewnętrznej inwazji.

Otrzymujesz większość początkowego zestawu bakterii od rodziców, ale reszta pochodzi ze środowiska. Jak ma w zwyczaju mówić stanfordzki mikrobiolog Stanley Falkow swym studentom „świat pokryty jest solidną warstwą odchodów.” Nowoczesne narzędzia sekwencyjne potwierdzają to przeczucie – czy wiesz, że domowy kurz może zawierać znaczące ilości cząsteczek kału? Albo to, że kiedykolwiek spłukuje się ubikację, to część jej zawartości rozprowadza się jak dezodorant? Laboratorium Knighta zsekwencjonowało bakterie na szczoteczkach do zębów i podali wyniki przy śniadaniu, nawet mimo tego, że nie zabiegałem o to szczególnie: „Odtąd będziesz chciał trzymać swoją szczoteczkę co najmniej 1,5 metra od ubikacji.”

Niektórzy pracujący w tej dziedzinie zapożyczają z ekologii termin „usługi ekosystemowe”, prowadząc listę wszystkich rzeczy, jakie robi dla nas bakteryjna społeczność jako dla swego gospodarza i środowiska życia – wygląda to bardzo różnorodnie i robi wrażenie. Pierwsza rzecz to odporność na inwazję. Nasi mieszkańcy pracują nad tym, aby powstrzymać patogeny przed zasiedleniem nas, zajmując ich potencjalne miejsca inwazji lub na inne sposoby czyniąc to środowisko nieprzyjaznym dla nowoprzybyłych. Różnice w sile jelitowego społeczeństwa mogą wyjaśniać, dlaczego jedni ludzie łatwo zatruwają się jedzeniem, a inni beztrosko wsuwają ten sam talerz bez żadnych skutków ubocznych.

Bakterie jelitowe grają także pierwsze skrzypce w tworzeniu takich substancji jak neuroprzekaźniki (w tym serotoniny), enzymów i witamin (głównie z grupy B i K) oraz innych niezbędnych składników odżywczych (wliczając w to ważne aminokwasy i kwasy tłuszczowe) i pełnego wachlarza innych sygnalizujących cząsteczek, wpływających na działanie systemu przemiany materii. Niektóre z nich mogą oddziaływać na regulację poziomu stresu, a nawet cech temperamentu: kiedy bakterie jelitowe z bezproblemowych i ciekawskich myszy przeniesiono do jelit myszy lękliwych i nieśmiałych, to te przejęły ich cechy. Powiedzenie „myśleć brzuchem” może zawierać więcej prawdy, niż… myśleliśmy.

Bakterie oczywiście troszczą się przede wszystkim o siebie, głównie o pokarm i regulowanie jego drogi przez ich środowisko. Wygląda na to, że pomagają w zarządzaniu tymi funkcjami przez produkcję substancji chemicznych regulujących nasz apetyt, sytość i trawienie. Wiele z tego, czego uczymy się na temat roli mikrobiomu w ludzkim metabolizmie, pochodzi z badań nad „gnobiotycznymi myszami” – sterylnymi mikrobiotycznie myszami hodowanymi w takich laboratoriach jak to prowadzone przez Jeffery’a I. Gordona na Washington University w St. Louis. Niedawno jego załoga dokonała transplantacji bakterii jelitowych dzieci z Malawi chorujących na kwashiorkor – ostrą formę niedożywienia – do wolnych od zarazków myszy. Odkryli po przeszczepie, że te gryzonie, które były karmione typową dietą takich dzieci, nie mogły zbyt łatwo metabolizować substancji odżywczych. Sugeruje to, że podczas walki z niedożywieniem chodzi o coś więcej niż o kalorie. Naprawa zaburzonego metabolizmu pacjenta może wymagać przekształcenia populacji jego jelita.

Dlaczego więc nie rozwinęliśmy naszych własnych systemów, aby spełniać te krytyczne życiowe funkcje? Dlaczego zleciliśmy wykonanie całej tej roboty zespołowi mikrobów? Jedna z teorii zakłada, że skoro bakterie ewoluują wiele szybciej niż my (w niektórych wypadkach nowe pokolenie co 20 minut), mogą odpowiedzieć na zmiany w środowisku – na zagrożenia i okazje – wiele szybciej i zwinniej niż „my”. Bakterie rewelacyjnie reagują i dostosowują się choćby przez wymianę genów i części DNA między sobą. Taka uniwersalność przydaje się zwłaszcza wtedy, gdy na horyzoncie zjawia się nowa toksyna lub źródło jedzenia. Mikroflora może szybciutko