Tıpta devrim: Bağırsak bakterilerinin ürettiği bir molekül, milyonlarca ölüme yol açan ateroskleroza neden oluyor

İspanyol bilim insanlarından oluşan bir ekip, 15 yıl önce çarpıcı bir duyuru yaptı: Madrid'deki Banco Santander çalışanları arasından binlerce gönüllüyü , sağlıklı insanlarda kardiyovasküler hastalıkların başlangıcını anlamak için onlarca yıl boyunca derinlemesine incelemek üzere arıyorlardı. Sonuçlar daha da şaşırtıcı. Araştırmacılar, bağırsak bakterilerinin, atardamarlarda yağ ve kolesterol birikimi olan ve kalp krizi ve felçlere yol açabilen ateroskleroza neden olan bir molekül ürettiğini keşfettiler. Mikroplar ve kardiyovasküler hastalıklar (insanlığın önde gelen ölüm nedeni ) arasındaki bu beklenmedik bağlantı, paradigma değişikliğini temsil ediyor. Çalışma, bu Çarşamba günü dünyanın en iyi bilimsel çalışmalarının sergilendiği Nature dergisinde yayınlandı.

Santander çalışanlarının gelişmiş tıbbi görüntüleme ekipmanları kullanarak yaptığı derinlemesine çalışma, kısa süre sonra bir başka şok edici bulguyu daha ortaya çıkardı: ateroskleroz yaygındı. Gönüllüler görünüşte sağlıklıydı ve yaşları 40 ile 55 arasındaydı, ancak katılımcıların %63'ünde hastalık belirtileri görüldü. Yeni sonuçlar, bazı bağırsak bakterilerinin belirli durumlarda, altı karbon atomu, sekiz hidrojen atomu, iki azot atomu ve iki oksijen atomundan oluşan basit bir molekül olan imidazol propiyonat (C₆H₈N₂O₂) ürettiğini gösteriyor. Bu bileşik kana karışıyor, olgunlaşmamış beyaz kan hücreleriyle etkileşime giriyor ve atardamarlarda iltihaplı bir reaksiyonu tetikleyerek yağlı plakların oluşumunu teşvik ediyor.

"İmidazol propiyonat tek başına ateroskleroza neden olur. Arada nedensel bir ilişki var," diye özetliyor Madrid'deki Ulusal Kardiyovasküler Araştırma Merkezi'ndeki (CNIC) yeni çalışmanın lideri biyolog David Sancho . Ekibi, molekülü hastalığı geliştiren farelere verdi. Dahası, bilim insanları aktif aterosklerozu olan her beş gönüllüden birinde imidazol propiyonat seviyelerinin yükseldiğini gözlemledi. Aktif ateroskleroz, yağlı plakların yırtılıp kalp krizi ve felçlere neden olan kan pıhtılarını oluşturma olasılığının daha yüksek olduğu bir türdür. 53 yıl önce Cartagena, Murcia'da doğan Sancho'ya göre, yeni sonuçlar aterosklerozun yalnızca yağdan kaynaklanan bir hastalık olmadığını, aynı zamanda iltihaplı ve otoimmün bir bileşeni de olduğunu gösteriyor.

İyi haber şu ki, C₆H₈N₂O₂ hastaların önemli bir yüzdesinde soruna neden oluyorsa, bunu önlemek için müdahaleler yapılabilir. Araştırmacılar, molekülün bağlandığı reseptörü tespit ettiler ve bunu bir ilaçla bloke ederek yüksek kolesterollü diyetle beslenen farelerde aterosklerozun ilerlemesini azaltmayı başardılar. "Bu inhibitörle hastalığın gelişimini tamamen önlüyoruz," diyor deneysel tedaviyi İtalyan farmakolog Annalaura Mastrangelo , meslektaşı Iñaki Robles ve Madrid'deki CNIC'nin genel müdürü ve iki yıldır adını taşıyan New York'taki Mount Sinai Fuster Kalp Hastanesi'nin başkanı olan kardiyolog Valentín Fuster gibi diğer yazarlarla birlikte patentleyen Sancho.

Çalışmanın yazarlarından bir diğeri olan İsveçli biyolog Fredrik Bäckhed , 2018 yılında imidazol propiyonat seviyelerinin tip 2 diyabetli kişilerde daha yüksek olduğunu keşfetmişti. Ve sadece üç ay önce, kardiyolog Arash Haghikia liderliğindeki bağımsız bir araştırma, bakteri molekülü ile ateroskleroz arasındaki bağlantıyı ileri sürdü. Ruhr Üniversitesi Bochum'dan (Almanya) Haghikia, "İki farklı grubun aynı sonuca varmış olması, bunun önemli ve alakalı bir keşif olduğuna dair güvenimizi güçlendiriyor" diyor. "Özellikle çarpıcı olan, imidazol propiyonatın kolesterol seviyeleri normal olsa bile aterosklerozu teşvik ediyor gibi görünmesidir. Bu, bazı kişilerin yüksek kolesterol veya yüksek tansiyon gibi geleneksel risk faktörleri az veya hiç olmamasına rağmen neden kalp hastalığı geliştirdiğini açıklamaya yardımcı olabilir" diye vurguluyor.

Kardiyovasküler hastalıklar her yıl 18 milyon insanın ölümüne yol açıyor. Banco Santander'in başkanı Emilio Botín, 4.000'den fazla gönüllü çalışanın (400'ü bu yeni çalışmaya dahil) analiz edilmesine olanak tanıyan projeyi imzaladıktan dört yıl sonra kalp krizinden hayatını kaybetti . Bilgisayarlı aksiyel tomografi (CAT) ve pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi pahalı ve karmaşık teknikler kullanılarak yürütülen araştırma, aterosklerozun çok erken evrelerinde yüksek imidazol propiyonat seviyelerinin tespit edilmesini mümkün kıldı ve bu, kişinin farkında olmadan risk altında olduğu o görünmez aşamada teşhisi büyük ölçüde kolaylaştırabilir.

David Sancho ve meslektaşları, molekülü üretebilen spesifik bakteri suşlarını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulacağını kabul etmekle birlikte, Escherichia , Shigella ve Eubacterium gibi bakteri türlerinde artışla birlikte diyet değişikliklerinin ardından "bağırsak mikrobiyal ekolojisinde değişiklikler" olduğuna işaret ediyorlar. Kardiyolog Valentín Fuster, projeyi 2010 yılında sunduğunda, kardiyovasküler sorunları erken teşhis etmenin ne kadar zor olduğunu ve egzersiz, sağlıklı beslenme ve sigara içmeme gibi önlemlerle bunları önlemenin ne kadar kolay olduğunu esprili bir dille anlatmıştı . Yeni çalışma, sebze, meyve, tam tahıllar, balık, çay ve az yağlı süt ürünleri açısından zengin beslenen kişilerde kan imidazol propiyonat seviyelerinin daha düşük olduğunu gösteriyor.

Arjantinli mikrobiyolog Federico Rey ve Hintli patolog Vaibhav Vemuganti , yeni çalışmanın kardiyovasküler hastalıkların önlenmesi ve tedavisi için sunduğu "heyecan verici fırsatları" takdir ediyor. Yine bu Çarşamba günü Nature dergisinde yayınlanan bir yorumda, iki uzman imidazol propiyonat maruziyetinin farelerin atardamarlarında plak oluşumunu kötüleştirdiğini vurguluyor. ABD'deki Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden iki uzman, "Bu etki, kolesterol seviyelerindeki değişikliklerden bağımsız olarak ortaya çıkıyor ve kolesterolün ateroskleroz gelişimindeki merkezi rolü göz önüne alındığında şaşırtıcı bir sonuç," diyor. "Bu keşif, aterosklerozun kökeninde rol oynayan olası yeni bir faktör hakkında ilginç bir ipucu sunuyor. Bu çok önemli çünkü kolesterolü düşürmek -örneğin statin adı verilen ilaçlarla- kardiyovasküler hastalık riskini etkili bir şekilde azaltabilse de, insanların önemli bir kısmı hala miyokard enfarktüsü veya felç gibi olumsuz kardiyovasküler olaylar yaşıyor," diye uyarıyorlar. CNIC, yaptığı açıklamada yeni çalışmanın aterosklerozun teşhis ve tedavisinde "devrim yaratabileceğini" duyurdu.

Sancho, çalışmanın Madrid'deki Banco Santander'de çalışan binlerce gönüllü çalışanın işbirliği ve "la Caixa" Vakfı'ndan alınan 1 milyon avro, Avrupa Araştırma Konseyi'nden alınan 150 bin avro ve Devlet Araştırma Ajansı'ndan alınan 100 bin avroluk destek sayesinde mümkün olduğunu vurguladı.

İmidazol propiyonatın ateroskleroz üzerindeki belirleyici etkisinin keşfi, bilim camiasının bağırsak mikroplarının bazı insan hastalıklarında daha önce bilinmeyen rolünü ortaya çıkarmasıyla aynı zamana denk geliyor. İspanyol biyoteknoloji uzmanı Cayetano Pleguezuelos ve Hubrecht Enstitüsü'ndeki (Hollanda) meslektaşları, Şubat 2020'de Escherichia coli bakterisinin bir suşunun, insan hücrelerinin DNA'sına zarar veren ve kötü huylu tümörlere neden olan kolibaktin adı verilen toksik bir molekül ürettiğini gösterdi.

Kolorektal kanser vakaları, bilinmeyen nedenlerle 50 yaşın altındaki kişilerde hızla artıyor ve son yirmi yılda birçok ülkede iki katına çıktı. Hesaplamalı biyolog Marcos Díaz Gay liderliğindeki bir başka çalışma , sadece üç ay önce bu kolorektal kanser salgınının arkasında Escherichia coli toksininin olduğunu öne sürdü. Ulusal Kanser Araştırma Merkezi'nden (CNIC) Díaz Gay, "39 yaşına kadar olan genç hastalarda, bu kolibactin örüntüsünü her üç vakadan birinde görüyoruz," diye vurguladı.