Błękit metylenowy a mikrobiom jelitowy: co pokazuje badanie na myszach

Błękit metylenowy może zmieniać profil bakteryjny oznaczany w kale myszy. To ustalenie nie potwierdza, że poprawia zdrowie jelit u ludzi, wybiórczo usuwa szkodliwe bakterie ani leczy dysbiozę. Kluczowe jest rozróżnienie między zmianą społeczności drobnoustrojów a poprawą zdrowia jej gospodarza.

W eksperymencie na myszach najbardziej bezpośrednio związanym z tym pytaniem analizowano DNA bakterii i wyniki testu w labiryncie. Takie pomiary mogą wskazać zależności warte dalszego zbadania. Same w sobie nie pozwalają jednak ustalić, czy zmiana bakteryjna spowodowała zmianę zachowania ani czy którakolwiek z nich pozwala przewidywać złagodzenie objawów ze strony układu pokarmowego.

Co badacze faktycznie mierzyli

W eksperymencie Gureeva i współpracowników z 2020 roku trzymiesięczne myszy C57Bl/6 przez cztery tygodnie otrzymywały błękit metylenowy w dawce 15 mg/kg/day (dziewięć myszy), 50 mg/kg/day (osiem) lub wodę jako kontrolę (13). W części opisującej plan eksperymentu nie podano jednoznacznie drogi podania leku ani płci zwierząt.

Próbki kału pobierano przed rozpoczęciem podawania oraz co tydzień. Badacze zastosowali qPCR dla grup bakterii oraz dodatkowe sekwencjonowanie amplikonów DNA 16S. W ostatnich pięciu dniach myszy przechodziły dwa dni habituacji, a następnie trzy dni testów z nagrodą w labiryncie T, z dziesięcioma punktowanymi wyborami dziennie.

Są to eksperymentalne dawki podawane myszom, a nie zalecenia dawkowania dla ludzi. Droga podania ma znaczenie przy interpretowaniu, ile leku dociera do jelit; jeśli jej nie określono, nie należy jej zakładać. Przeliczenie według masy ciała nie pozwoliłoby ustalić bezpiecznego ani skutecznego schematu stosowania u ludzi.

Tabela danych z badania mikrobiomu

Ta autorska tabela oddziela opisane obserwacje od dalszych twierdzeń, z którymi czytelnik może się zetknąć. Nazwy grup bakterii są zgodne z terminologią publikacji.

Podział tabeli celowo opiera się na tym, co zmierzono. Korzystny wynik w jednym wierszu nie może uzupełnić braku danych w innym. Na przykład lepsze wyniki w labiryncie nie dostarczają brakujących dowodów dotyczących zapalenia jelit.

Dlaczego udziały procentowe bakterii nie pokazują, co zostało zabite

Termin względna liczebność opisuje udział danej grupy w badanej społeczności. Nie jest to to samo co liczba komórek bakteryjnych na gram kału. W swoim badaniu ilościowego profilowania mikrobiomu Vandeputte i współpracownicy pokazali, dlaczego całkowita liczebność drobnoustrojów ma znaczenie przy interpretowaniu różnic między społecznościami.

Rozważmy przykładową próbkę zawierającą dziesięć jednostek organizmu A i 90 jednostek innych organizmów. A stanowi 10%. Jeśli liczba jednostek A pozostaje na poziomie dziesięciu, a liczba pozostałych spada do 40, A stanowi teraz 20%. Jego udział podwoił się bez żadnego wzrostu jego bezwzględnej ilości. Ten przykład arytmetyczny nie jest wynikiem eksperymentu z błękitem metylenowym.

To samo rozróżnienie ogranicza twierdzenia o zabijaniu bakterii. Proporcja ustalona na podstawie DNA nie jest bezpośrednim testem przeżywalności. Aby wykazać ubytek żywych bakterii, eksperyment wymaga pomiarów oceniających ich żywotność i uwzględniających całą populację. Aby wykazać zmianę funkcjonalną, potrzebny jest odpowiedni pomiar funkcji, na przykład oznaczenie metabolitu zamiast przewidywania opartego wyłącznie na nazwach bakterii.

Szerokie kategorie również maskują zróżnicowanie biologiczne. Uznawanie całego typu bakterii za korzystny albo szkodliwy pomija organizmy i działania odpowiedzialne za konkretny wynik. Zmiana proporcji sama w sobie nie jest więc rozpoznaniem dysbiozy ani dowodem jej wyleczenia.

Czy mikrobiom wyjaśniał wynik testu w labiryncie?

Eksperyment objął w jednym badaniu podawanie leku, profil bakteryjny i zachowanie. Jest to przydatne do formułowania hipotezy. W naszej interpretacji taki plan badania nie pozwala rozróżnić kilku możliwych wyjaśnień: bezpośredniego wpływu leku na zachowanie, pośredniego wpływu drobnoustrojów lub odrębnych reakcji zachowania i bakterii na tę samą ekspozycję.

Bardziej przekonujący eksperyment dotyczący pośrednictwa wymagałby zmiany postulowanego czynnika mikrobiologicznego niezależnie od leku. Badacze mogliby sprawdzić, czy przeniesienie określonej społeczności przenosi również efekt lub czy usunięcie postulowanego szlaku mikrobiologicznego mu zapobiega. Takie eksperymenty wymagają także kontroli innych elementów, które zostają przeniesione lub zmienione.

Behawioralny punkt końcowy wymaga równie uważnej interpretacji. Labirynt z nagrodą wymaga od zwierzęcia dokonywania wyborów w określonych warunkach. Przy ocenie należy uwzględnić, że wynik może zależeć od chęci eksploracji, aktywności ruchowej, motywacji do zdobycia nagrody i uczenia się. Określanie wyniku jako „lepszych funkcji poznawczych” zaciera te rozróżnienia. Opis bezpośrednio mierzonego zadania pozostaje bardziej informacyjny.

Czy błękit metylenowy zabija bakterie jelitowe?

Błękit metylenowy może uczestniczyć w działaniu przeciwdrobnoustrojowym w określonych warunkach laboratoryjnych. Nie wskazuje to jednak, co dzieje się z całą społecznością jelitową po podaniu doustnym.

Na przykład w laboratoryjnym badaniu fotodynamicznej inaktywacji bakterii badano E. coli i S. aureus z użyciem fotouczulaczy i kontrolowanego oświetlenia. Oceniano tworzenie kolonii i uszkodzenia błon oraz uwzględniono odpowiednie kontrole prowadzone w ciemności. Samo światło lub sam fotouczulacz nie wywoływały efektu w badanych warunkach.

Te kontrole odpowiadają na ważne pytanie o przyczynowość w ramach tego eksperymentu: jaki wkład miało połączenie obu czynników? Połknięcie substancji nie odtwarza warunków oświetlania zawiesiny bakterii. Z drugiej strony brak efektu w kontroli prowadzonej w ciemności przy jednym stężeniu i czasie ekspozycji nie dowodzi, że każda ekspozycja bez oświetlenia jest biologicznie nieaktywna. Przegląd badań nad działaniem przeciwdrobnoustrojowym wyjaśnia te zależne od warunków rozróżnienia.

Badanie społeczności jelitowej nie pozwala też potwierdzić skuteczności leczenia konkretnego zakażenia. Identyfikacja organizmu i wykazanie odpowiedniego wyniku klinicznego to odrębne zadania, również przy ocenie twierdzeń dotyczących leczenia zakażeń pasożytniczych.

Co to oznacza dla twierdzeń o korzyściach dla zdrowia jelit u ludzi

Ukierunkowane przeszukiwanie literatury na potrzeby tego artykułu nie pozwoliło znaleźć kontrolowanego badania mikrobiomu jelitowego u ludzi, które potwierdzałoby korzyści błękitu metylenowego dla zdrowia jelit. Jest to stwierdzenie dotyczące znalezionych dowodów, a nie dowód, że żadne odpowiednie badanie nie istnieje. Badania u ludzi dotyczące miejscowego leczenia fotodynamicznego w jamie ustnej odpowiadają na inne pytanie: na przykład w badaniu halitozy z udziałem 45 osób pobierano próbki nalotu z języka i mierzono gazy w wydychanym powietrzu, a nie oceniano zdrowia jelit.

Aby poprzeć twierdzenie o korzyściach dla zdrowia jelit u ludzi, badanie musiałoby obejmować określoną populację, preparat i drogę podania umożliwiające odtworzenie warunków, odpowiednie porównanie oraz wynik istotny dla tej populacji. Profil drobnoustrojów mógłby pomóc wyjaśnić wynik, ale nadal należałoby ocenić poprawę objawów, kontrolę choroby i działania niepożądane.

Cztery tygodnie w jednym modelu mysim nie pozwalają też ustalić konsekwencji stosowania przez miesiące lub lata. Przegląd dotyczący codziennego i długotrwałego stosowania błękitu metylenowego odróżnia czas podawania od obserwacji i punktów końcowych dotyczących bezpieczeństwa. Szerszy kontekst kliniczny przedstawia artykuł o tym, co potwierdzają badania u ludzi.