في دراسة حديثة منشورة في دورية Nature، حاول الباحثون تفسير ارتباط التدخين بمرض الكبد الدهني المزمن NASH. وقد أشاروا إلى تراكم النيكوتين في الأمعاء مما يُحفّز إنزيم AMPKα لزيادة جزيئات السيراميد الدهنية في الأمعاء. ويساهم السيراميد في تطور مرض الكبد الدهني غير الكحولي NAFLD إلى الكبد الدهني المزمن، المعروف بخطورته.

كما كشفت الدراسة عن قدرة بكتيريا B. xylanisolvens على تحليل النيكوتين في أمعاء الفئران، مما يشير إلى احتماليّة استخدام بكتيريا الأمعاء في الحد من تراكم النيكوتين، وآثاره السلبيّة.

تتشارك الأنواع الميكروبية السائدة في القناة الهضمية للإنسان تاريخًا تطوريّّا موازيًا معه؛ حيث يرتبط وجود البشر في بيئات متنوعة مع اختلاف الميكروبيوم وتفاعلاته في الجسم وسُبل التكيّف بشكل مباشر.

حدّدت دراسة حديثة الصفات المُختلفة بين الكائنات الحيّة الدقيقة في القناة الهضميّة البشريّة لدى المجموعات السكانيّة المُتباينة، ويُعد تنوع هذه الكائنات وتطورها الموازي إثباتًا على المُشاركة في عمليّة التكيُّف لدى البشر. ولأن بعض أنواع الكائنات الدقيقة المُتنوعة قد ارتبطت بمجموعة مُتنوعة من الأمراض لدى البشر، فإن الاختلافات الوظيفيّة بين السلالات ساهمت في تنوع الدراسات التي تتناول دور الميكروبيوم في علم وظائف الأعضاء في المجموعات السكانيّة المُختلفة.

وقد يُمهد ذلك الطريق أمام دراسات مُستقبليّة لتحري دور السُلالات المُتنوعة في التأثير على صحة الإنسان، وكذلك التطور المشترك بين الميكروبيوم والإنسان.  

شار العلماء إلى دور البروبيوتيك وخاصة Lactobacillus, Bifidobacterium في إعادة توازن الاستجابة المناعية، وخفض مستوى الإجهاد، الناتجين عن تأثير دورة النوم والاستيقاظ المُضطربة على الجهاز المناعي، وذلك من خلال تعديل وسط السيتوكينات، وتحفيز الخلايا التائية المُنظمة. ويُعاني العديد من الأشخاص كأفراد الطاقم الطبي، وعمال النقل، وخدمات الطوارئ، وموظفي الأمن من دورة النوم والاستيقاظ المعكوسة، وغير المنتظمة، كالاستيقاظ ليلًا والنوم نهارًا، والتي ترجع إلى العمل الليلي، وتقليص مدة النوم إلى أقل من 7 أو 8 ساعات؛ وبالتالي ارتفاع مستوى الإجهاد، والاستجابة المناعية الحادة المُحرضة للالتهابات، فيما يُعرف بتأثير السيتوكينات.

في أعقاب الحرب العالمية الأولى، تمكّن نيسل- باحث ألماني- من عزل سلالة من البكتيريا الإشريكية القولونية Eschershia coli من غائط أحد الجنود، والتي أًثبتت فاعليتها فيما بعد في مكافحة العديد من الأمراض، ومن بينها التهاب الأمعاء. كما وُجد لاحقًا أن استخدام هذه العزلة البكتيرية E. coli Nissle 1917 مع مرضى التليف الكبدي- يرفع من كفاءة وظائف الكبد. وقد تم إدخالها في تصنيع العديد من الأدوية التي تحسن من كفاءة عملية الهضم، مثل دواء Mutaflor.

توصلت دراسة من جامعة هارفارد إلى أن بكتيريا الأمعاء Bacteroides fragilis تُساهم في تحفيز إفراز مركبات الإنترفيرون المناعية من النوع الأول INF-Is؛ وذلك من خلال تنشيط إفراز مركبات INF-β في الغشاء المُخاطي المُبطن لجدار الأمعاء؛ فالخلايا الجذعية الموجودة في منطقة القولون LP colon DCs هي مراكز إفراز مركبات الإنترفيرون بيتا INF-β، وهو ما يوضح السبب وراء التواجد المُستمر لمُركبات الإنترفيرون داخل الجسم، حتى مع غياب أي عوامل مُمرضة.

توجد علاقة قوية بين الأمعاء والدماغ لدى الإنسان؛ حيث تنتج الأمعاء حوالي 80% من هرمون السيروتونين المسئول عن تنظيم الحالة المزاجية، والنوم، والذاكرة. ويتضح ذلك في المعاناة من اضطرابات الجهاز الهضمي عند الإصابة بالاكتئاب، والتوحد. ويشير الباحثون إلى تأثير بكتيريا الأمعاء على سلوكنا؛ والذي تم الكشف عنه بعد زراعة عينة مأخوذة من أمعاء مرضى الاكتئاب في بعض الفئران، والتي سرعان ما أصابها اليأس أثناء اختبار السباحة مقارنة بغيرها من الفئران.

تعيش الكثير من الكائنات الحية الدقيقة- التي يفوق عدد خلاياها خلايا جسم الإنسان نفسه- على امتداد الجهاز الهضمي من الفم وحتى الشرج. وتشتمل هذه الكائنات على البكتيريا، والفيروسات، والأركيا، والفطريات الطبيعية واللازمة لصحة ووظيفة الجهاز الهضمي (حوالي 30 تريليون في جسم الإنسان البالغ) وتُعرف مجتمعةً باسم “الميكروبيوتا". في حين يشير مصطلح “ميكروبيوم" إلى التركيب الجيني للميكروبات الحيوية مجتمعةً. وفي حالة حدوث أي خلل في التوازن الطبيعي "للميكروبيوم"؛ تظهر لنا أعراضًا مماثلة لما يحدث بعد استخدام المضادات الحيوية، مثل: الإسهال، والعدوى الفطرية.

وقد قام المعهد الوطني للصحة بالولايات المتحدة الأمريكية منذ عام 2007 ببناء مبادرة لفهم دور "الميكروبيوم" في صحة الانسان، وعلاقته بالأمراض المزمنة، مثل: السكري، والسمنة، والزهايمر، وأمراض الجهاز الهضمي. وقد أُطلق على هذه المبادرة اسم "مشروع الميكروبيوم البشري". ينقسم هذا المشروع إلى مرحلتين؛ الأولى: تهتم بمعرفة وتصنيف هذه الكائنات عن طريق تحليل جينات الميكروبات التي تعيش في مناطق مختلفة من الجسم البشريّ، والثانية: تهدف لمعرفة دورها في الحالات الصحية والمرضية، وذلك من خلال تشكيل قاعدة بيانات جينية ضخمة علنية، تعتمد على دراسات جينية كثيرة سابقة.

هناك العديد من السلوكيات التي يقوم بها الإنسان بشكل يومي، والتي قد تضر بميكروبات الأمعاء النافعة؛ فاستخدام المضادات الحيوية بدون استشارة الطبيب قد يؤدي إلى قتل العديد من الميكروبات النافعة. كذلك يمكن أن يؤدي النظام الغذائي الذي يفتقر إلى مجموعة متنوعة من الأطعمة الكاملة إلى فقدان تنوع بكتيريا الأمعاء؛ مما يسبب خللًا في تكوينها الوظيفي، وبالتالي ظهور أعراضٍ جانبيةٍ.

بالطبع، وهذا ما كشفت عنه العديد من الدراسات الحديثة التي أُجريت على الإنسان، وفئران التجارب. وبشكل عام، يكون محتوي الميكروبيوم ثابت في جسم الإنسان، ولكن عند حدوث خلل في هذا التكوين؛ يكون هذا بمثابة إشارة على وجود مرض معين، وبذلك نتمكن من تعيين المرض قبل ظهور أعراضه. وقد استخدم الباحثون تقنيات الوسائط المتعددة، وخوارزميات الذكاء الاصطناعي؛ لتحديد بصمات الميكروبيوم، والتي يمكن استخدامها في تشخيص الأمراض والتنبؤ بها. ومع توصل العلماء إلى فهم كيفية تأثير بكتيريا معينة على الجسم، يعتقد الكثيرون أنهم يستطيعون، وبمنتهى الدقة، تحديد التكوين المناسب من البكتيريا لعلاج بعض الأمراض باستخدام عدد من العلاجات، مثل: زراعة بكتيريا الأمعاء، أو العلاج عن طريق المكملات الغذائية.

قبل عشرين عامًا، كان الميكروبيوم البشري حقلاً ناشئًا، بينما أصبح الآن موضوعًا نشطًا للبحوث التي تدمج العلوم الأساسية والسريرية، وتدرس جدوى العديد من التطبيقات العلاجية. وما تزال هناك العديد من الأسئلة حول آلية عمل الميكروبات، بما في ذلك الأسباب التي تدفع إلى اختلال التوازن في تكوينها أو تباينها بمرور الوقت. وفي النهاية، يظل الهدف الأهم هو ترجمة هذه النتائج إلى تطبيقات إكلينيكية؛ وهو تحد هائل يتطلب تعاونًا وثيقًا بين عدة تخصصات، تتضمن أبحاثًا على حيوانات التجارب، وتقنيات تحليل الجينوم عالية الإنتاجية.