Lääketieteessä ajateltiin aikoinaan, että ainoa hyvä bakteeri on kuollut bakteeri. Nyt ymmärretään, että myös oikeanlaisten bakteerien puute voi sairastuttaa.
Ymmärrys lisääntyy koko ajan. Lääketieteellisen tiedekunnan Ihmisen mikrobiomit -tutkimusohjelma lisää tietoa terveyteen vaikuttavista bakteereista ja muista mikrobeista 7 tutkimusryhmän ja noin 60 tutkijan voimin.
Tieto ei vain lisäänny, vaan muuttaa myös sairauksien hoitoa ja diagnostiikkaa. Tutkimusohjelma selvittää muun muassa ympäristön ja elintapojen vaikutusta mikrobiomeihin ja antibioottiresistenssin leviämiseen sekä avaa mekanismeja, joilla mikrobiomit ja yksittäiset mikrobit vaikuttavat sairauksiin.
Mihin tarkalleen perustuu ulosteensiirtojen hoitoteho? Voidaanko multiresistenttejä bakteereita häätää faageilla eli bakteerien omilla viruksilla? Mitkä bakteeriperäiset biomarkkerit voisivat ennustaa vauvoissa myöhempää allergiaa tai osoittaa aikuisen piileviä metabolisia tai neurologisia sairauksia?
Tutkijat ovat kiinnostuneita sekä ihmisen normaalista mikrobistosta että taudinaiheuttajista. Näitä tutkitaan suhteessa muun muassa infektioihin, ihosairauksiin, tulehduksellisiin suolistosairauksiin, ärtyvän suolen oireyhtymään, kohdunkaulan syöpään ja lihavuuteen.
Ohjelma tähtää siihen, että lääketieteellisessä mikrobiomitutkimuksessa tunnetaan lähivuosina yhteyksien lisäksi syy-seuraussuhteita ja vuorovaikutusmekanismeja. Tämä lisää ymmärrystä sairauksien syistä. Ennen kaikkea avautuu mahdollisuuksia edistää terveyttä mikrobien kautta.
– Mikrobiomeista odotetaan paljon myös varhaisen diagnostiikan, sairauksien hoitovasteiden ja etenemisennusteiden saralla, kertoo tutkimusohjelman varajohtaja, dosentti Anne Salonen.
Näitä kaikkia pyritään parantamaan esimerkiksi Parkinsonin taudissa. Ehkä päästään jopa siihen, että taudin eteneminen estetään.
Kuin uusi planeetta
Anne Salosen mukaan viimeaikaisten tutkimusmenetelmien tuomaa tietoa ihmisen mikrobiomien olemassaolosta ja ominaisuuksista on verrattu uuden planeetan löytymiseen.
Tautien selittämisessä ymmärretään, että mikrobiomi on iso pala perimän ja ympäristötekijöiden rajapinnassa. Tämän huomioiminen on nyt valtavirtaa tutkimuksessa, jolla tähdätään yksilöllistyvään lääketieteeseen.
– Ennen ajateltiin, että suoliston loppuosa on vain jätemylly. Nyt sen mikrobiomi rinnastetaan yhdeksi elimeksi, joka vaikuttaa fysiologiaamme hyvin keskeisesti, Salonen sanoo.
– Alkaa olla vaikea löytää tautia, johon suoliston mikrobiomia ei olisi yhdistetty. Vaikutukset eivät rajoitu suolistoon vaan ulottuvat esimerkiksi neurologisiin sairauksiin asti. Myös ihon, hengitysteiden ja synnytyskanavan bakteeristo on merkittävä tekijä esimerkiksi immuunivasteiden säätelyssä. Lisäksi mikrobit tuottavat aineenvaihduntatuotteita, jotka suolistosta kulkeutuvat niin keskushermostoon kuin maksaankin. Näitä me yritämme ymmärtää, hän jatkaa.
Bakteeriterapia tulee
Ihmisen kantamalle geenivirheelle on kovin vähän tehtävissä. Yksilöllisessä mikrobiomissa hienoa on, että sitä voi muokata vielä aikuisiälläkin ja siirtää hoitotarkoituksessa helposti ihmisestä toiseen.
Toistaiseksi ainoa kliinisesti hyväksytty mikrobiomihoito on ulosteensiirto antibioottiripulissa. Sen hoitoteho on lähes 100 prosenttia. Ulosteensiirrosta muihin sairauksiin on meneillään useita hoitokokeiluja, samoin faagiterapiasta.
Salosen mukaan mikrobiomitutkimuksessa tulee tapahtumaan lähivuosina paljon. Tutkimus tuottaa uusia työkaluja sekä tarttuvien että kroonisten sairauksien hallintaan. Yksi konkreettinen tulos on bakteeriterapia.
– Tulemme varmuudella näkemään uudenlaisia bakteeriterapiatuotteita, joita kehitetään kiivaasti ulosteensiirtojen ja perinteisten probioottien eli maitohappobakteerien väliin jäävään aukkoon. Tutkijat ja alan yritykset kehittävät täsmäbakteeriseoksia, niin sanottuja uuden polven probiootteja. Tuotantoputkessa on muun muassa valmisteita, jotka vaikuttavat psyykkiseen hyvinvointiin tai lihavuuden liitännäissairauksiin.
Salonen katsoo, että mikrobiomitieto tuo tärkeän lisän muihin biolääketieteen tietoihin. Tulevaisuudessa mikrobiomin analysointi on todennäköisesti osa erilaisia diagnostisia testejä.
Kun tekoälyn avulla yhdistetään tietoa mikrobiomista, geeneistä, laboratoriomittauksista ja taustatiedoista, löydetään piileviä yhteyksiä, joiden avulla ihmisiä voidaan tyypittää esimerkiksi riskitestejä tai hoitovalintoja varten.
Pois marginaalista
Mikrobiomitutkimuksessa alettiin käyttää DNA-sekvensointia laajamittaisesti noin 10 vuotta sitten. Anne Salonen vertaa tätä verhojen avaamiseen. Tietojenkäsittelyssä on päästy isojen aineistojen analysointiin.
Esimerkiksi syntymäkohorteista kerättävien mikrobiominäytteiden ja sähköisen tiedonkeruun avulla voidaan tehdä laajoja pitkittäistutkimuksia mikrobistovaihtelun syistä ja seurauksista.
Viime vuonna mikrobiomitutkimuksen saralla kuultiin iso uutinen. Science-tiedelehdessä julkaistiin artikkeleita, joiden mukaan suoliston mikrobiomi vaikuttaa syöpähoidon tehoon.
– Viimeinenkin mahdollinen epäilijä vakuuttui mikrobiomin merkityksestä. En usko että kukaan enää ajattelee, että mikrobiomitutkimus on jotenkin marginaalista, Anne Salonen sanoo.
Salonen on koulutukseltaan mikrobiologi. Häntä innostaa mikrobiomitutkimuksessa sen monitieteellisyys. Tutkimuksessa on mukana eri alojen lääkäreitä, ravitsemustieteilijöitä, mikrobiologeja, biokemistejä ja tietojenkäsittelijöitä.
Tutkimusryhmässä ja -ohjelmassa kaikki on saatava puhumaan samaa kieltä ja oppimaan toisiltaan.
– Tässä ollaan oikeasti isojen asioiden äärellä. Joko omasta tai kollegoiden tutkimuksesta on odotettavissa läpimurtoja. Löydetään uusi hyvä tai paha bakteeri ja kuvataan mekanismi, jolla se vaikuttaa ihmisen fysiologiassa. On kiehtovaa, miten monimutkaisista asioista päästään pala kerrallaan lähemmäs totuutta, Salonen sanoo.