Faecalibacterium prausnitzii: bakteria, która boi się tlenu

Większość bakterii zdobywa sławę tym, co robi ludziom. Ta zdobyła ją tym, że zniknęła.

W 2008 roku zespół pod kierunkiem Harry'ego Sokola obejrzał wyściółkę jelita u osób z chorobą Leśniowskiego-Crohna w chwili operacji, a potem jeszcze raz pół roku później ¹. Jeden gatunek rzucał się w oczy swoją nieobecnością. Tam, gdzie było go mniej na wyciętej śluzówce jelita krętego, nawrót endoskopowy po 6 miesiącach był bardziej prawdopodobny ¹. Tą bakterią była Faecalibacterium prausnitzii — i nie jest to żaden egzotyczny pasażer. U zdrowego dorosłego należy do najczęstszych bakterii w całym ciele.

Czym jest, w jednym zdaniu

Faecalibacterium prausnitzii to bezwzględnie beztlenowa, nieruchliwa bakteria wytwarzająca maślan, mieszkanka ludzkiego jelita grubego — normalny mieszkaniec, nie patogen, i jeden z najliczniejszych pojedynczych gatunków w jelicie zdrowego dorosłego ²³.

Gdzie mieszka

W jelicie grubym i właściwie nigdzie indziej w nas. Izoluje się ją z ludzkiego kału, a opis z 2002 roku, który nadał jej dzisiejszą nazwę, określił ją jako jednego z najliczniejszych kolonizatorów ludzkiego jelita grubego ³. Przegląd z 2013 roku podał liczbę: ponad 5 % całej populacji bakteryjnej mikrobioty jelitowej zdrowego dorosłego ².

Dwa szczegóły jej diety wiele o niej wyjaśniają. Jest bezwzględnym beztlenowcem — tlen nie tyle jej nie pomaga, ile ją zabija. I wymaga octanu w podłożu hodowlanym ³. Octan jest produktem odpadowym innych bakterii jelitowych. Ten organizm siedzi więc poniżej swoich sąsiadów, je to, co oni wyrzucają, w jedynym miejscu w ciele, gdzie nie ma tlenu, a resztek jest stały dopływ.

Co robi dla nas

Wytwarza maślan. Brzmi to jak drobny przypis chemiczny, dopóki nie zapytasz, do czego maślan służy.

W 2011 roku Dallas Donohoe i współpracownicy porównali myszy wolne od drobnoustrojów ze zwykłymi i stwierdzili, że kolonocyty — komórki wyściełające jelito grube — używają maślanu wytwarzanego przez bakterie jako głównego źródła energii ⁵. Kolonocyty myszy bezbakteryjnych tkwiły w stanie niedoboru energii: obniżona fosforylacja oksydacyjna, mniej ATP i włączona autofagia. Dodanie maślanu przywróciło ich oddychanie mitochondrialne i zatrzymało autofagię, a zrobiło to, działając jako paliwo, a nie jako inhibitor enzymu ⁵.

Wytwórca maślanu nie jest więc mglistą „dobrą bakterią”. Jest dostawcą dla konkretnej tkanki, która oddała swoje żywienie na zewnątrz.

Jest i druga praca, a tu dowody są ciekawsze niż hasło. Zespół Sokola nie tylko policzył ten gatunek; przebadał go. Pobudzanie ludzkich jednojądrzastych komórek krwi obwodowej F. prausnitzii dawało istotnie mniej IL‑12 i IFN-γ, a więcej IL‑10 — profil spokojniejszy, mniej zapalny ¹. W linii komórek reporterowych sama bakteria nie robiła nic z aktywnością NF-κB napędzaną przez IL‑1β, ale jej supernatant bezkomórkowy znosił ją całkowicie. Podanie myszom żywej bakterii albo jej supernatantu wyraźnie zmniejszało ciężkość zapalenia jelita grubego wywołanego chemicznie ¹. Innymi słowy, część działania przeciwzapalnego to cząsteczka, którą ten organizm wydziela, a nie sam organizm. Jedną z takich cząsteczek zidentyfikowano później w tym supernatancie: białko o masie 15 kDa nazwane MAM — mikrobiologiczna cząsteczka przeciwzapalna — które, wytwarzane w komórkach nabłonka jelitowego, zmniejszało aktywację NF-κB i które zapobiegało wywołanemu chemicznie zapaleniu jelita grubego u myszy, gdy dostarczał je spożywczy Lactococcus lactis ⁶.

Badanie z 2017 roku, w którym wyizolowano świeże szczepy od zdrowych ochotników, dorzuciło użyteczne ogniwo: wśród tych izolatów wytwarzanie maślanu korelowało ze zdolnością do wzbudzania IL‑10 ⁸. Paliwo i spokój mogą nie być dwiema osobnymi historiami.

Co robi przeciwko nam — i gdzie kończą się dowody

Teraz część, którą zwykle pomija się na infografice. Nie szkoda — nic z cytowanych tu prac nie pokazuje, żeby atakowała zdrowego człowieka — ale cztery miejsca, w których ta historia jest słabsza niż etykieta.

Dowody z ludzi są korelacyjne. Dane ludzkie Sokola są obserwacyjne; praca nad przyczynowością to linie komórkowe i myszy ¹. Ubytek idący w parze z chorobą to nie to samo co ubytek chorobę wywołujący, a ten gatunek ubywa w długiej liście stanów — czyli dokładnie tak, jak można się spodziewać po wrażliwym organizmie reagującym na chorobę w ogóle.

A jest wrażliwa — i to działa w obie strony. Ponieważ nie znosi tlenu ³, usuwa ją wszystko, co wpuszcza tlen do światła jelita grubego. Badanie mikrobioty kałowej w zakażeniu HIV z 2016 roku wykazało krytycznie mniejszą liczebność F. prausnitzii niż w grupie kontrolnej, we wspólnocie przesuniętej zdecydowanie w stronę gatunków tolerujących tlen: 80,8 % gatunków wzbogaconych w grupie z HIV było tlenotolerancyjnych (42 z 52), wobec 16,1 % gatunków wzbogaconych w grupie kontrolnej (14 z 87) ⁷. To obraz jelita uszkodzonego i natlenionego, a brakujący beztlenowiec jest tu prawdopodobnie skutkiem. Czytaj niską wartość jako sygnał, a nie jako wyrok.

Nazwa na etykiecie obiecuje więcej, niż daje. Izolaty tego gatunku od zdrowych ludzi różnią się między sobą wytwarzaniem enzymów, opornością na antybiotyki i właściwościami immunomodulującymi — efekty zależą od szczepu, a autorzy opisują swoje szczepy jako kandydatów na probiotyk nowej generacji, a nie jako probiotyk udowodniony ⁸.

I jest maszyną metaboliczną, a nie korzyścią. Obok maślanu i mrówczanu wszystkie cztery szczepy z pierwotnego opisu wytwarzały D-mleczan, a nie L-mleczan ³. Bakteria ma produkty na wyjściu; to my wybieramy, który z nich nazwiemy sednem.

Czego żadna z cytowanych tu prac nie pokazuje, to tego, że celowe podnoszenie poziomu F. prausnitzii — jakimkolwiek sposobem — czyni człowieka zdrowszym. O takie badanie trzeba się dopominać.

Nazwa wciąż się przesuwa

Opisano ją jako Fusobacterium prausnitzii. W 2002 roku Sylvia Duncan i współpracownicy pokazali sekwencjonowaniem 16S rRNA, że te szczepy są tylko daleko spokrewnione z Fusobacterium w ścisłym sensie i należą raczej do klastra IV Clostridium, i zaproponowali nowy rodzaj: Faecalibacterium, z Faecalibacterium prausnitzii jako gatunkiem typowym i szczepem ATCC 27768 jako szczepem typowym ³. Fusobacterium prausnitzii to synonim, na który wciąż natrafisz w starszych pracach.

Potem przesunęła się znowu. W 2022 roku ponowne badanie oparte na genomach rozbiło tę grupę: zaproponowano trzy nowe gatunki, a szczep A2-165 — koń roboczy większości opisanej wyżej literatury przeciwzapalnej — został szczepem typowym Faecalibacterium duncaniae ⁴. Rodzaj od tamtej pory rośnie dalej; Faecalibacterium taiwanense opisano z ludzkiego kału w 2024 roku ⁹.

To nie jest pedanteria. Znaczy to, że spora część tego, co opublikowano pod słowami F. prausnitzii, opisuje organizm, który nosi dziś inną nazwę, i każdy test czy produkt powołujący się na ten gatunek trzeba czytać z tą świadomością.

Uczciwe podsumowanie

Najliczniejsza bakteria zdrowego jelita grubego to beztlenowiec, który ginie w powietrzu, karmi wyściółkę jelita paliwem, które ta wyściółka woli, wydziela coś, co uspokaja sygnał zapalny, znika, kiedy jelito jest zapalne, i został dwa razy przemianowany, gdy go badaliśmy. Za każdym z tych zdań stoi praca naukowa. Za zdaniem, że postawi cię na nogi — jeszcze nie.