Je znepokojivé, jak se lidská populace díky současnému způsobu života stále více vzdaluje od zdravého, biologicky rozmanitého prostředí. Dopady tohoto jevu na lidské zdraví jsou proto častým tématem vědeckých studií. Dlouhodobě se monitoruje negativní vliv masivního používání xenobiotik a dalších chemikálií na živé organismy nebo vliv těžkých kovů akumulujících se v prostředí, které prokazatelně poškozují složení střevního mikrobiomu.
Lze kondici mikrobiomu lidí žijících v městských aglomeracích ovlivnit skrze elementy prostředí také pozitivně? Touto otázkou se zabývají odborníci přes moderní biotechnologie a také biointegrovaný design, jehož cílem je integrovat živé organismy do uměle vytvořených systémů. Propojení vědeckých poznatků o mikrobiomu s trendy biointegrovaného designu umožňuje začleňovat do veřejných prostor prvky z materiálů obohacených o kultury některých prospěšných mikroorganismů. Tyto biointegrované materiály vykazují imunoregulační potenciál a schopnost působit dokonce i proti superbakteriím. Kontakt s nimi v životním prostředí může být tedy prospěšný pro mikrobiom lidí i zvířat. Jak je možné ho realizovat?
Zprostředkovat kontakt s prospěšnými mikroorganismy a zároveň omezit šíření mikrobiální rezistence se pokusili vědci z Velké Británie. Vytvořili model keramických panelů inokulovaných bakterií Bacillus subtilis, která se běžně vyskytuje v prostředí a má probiotické účinky. Studie prokázala inhibiční efekt probiotického materiálu na růst patogenní bakterie Staphylococcus aureus rezistentní na meticilin. Kontakt s tímto biointegrovaným materiálem by tedy zdá se mohl nejen obohatit náš mikrobiom, ale chránit nás i v boji proti nebezpečným bakteriím.
Finští vědci se také vydali zajímavou cestou a vytvořili dětská pískoviště, která mají za cíl posílit imunitní systém dětí. Do písku přidali kulturu mikroorganismů podobnou mikrobiotě v organických půdách. U dětí, které si hrály na těchto pískovištích, se zvýšila diverzita kožního mikrobiomu za současné redukce množství oportunně patogenních bakterií (např. rodů Acinetobacter, Burkholderia, Corynebacterium, Staphylococcus) o více než 30 %. Po kontaktu s obohaceným pískem převládalo na kůži zastoupení bakterií kmene Firmicutes a nebyly detekovány druhy nebezpečných bakterií s výjimkou rodu Chryseobacterium, který se běžně vyskytuje v půdě a neohrožuje zdravé jedince. Mikrobiologicky obohacený písek se proto jeví jako zajímavý materiál s perspektivními možnostmi využití. Dlouhodobá pozorování jeho vlivu na lidský mikrobiom i imunitní odpověď jsou však nezbytná.
Cílená interakce s mikroorganismy prostřednictvím biointegrovaných materiálů je zatím stále ve fázích vědeckých studií. V budoucnu by se však tyto materiály mohly stát běžnou součástí zastavěného prostředí a pomáhat tak zejména obyvatelům měst obohatit mikrobiom a podpořit imunoregulaci.
Autor: Mgr. Tereza Hřivnová Juříková
Zdroje:
Robinson JM, Breed MF, Beckett R (2024): Probiotic cities: microbiome-integrated design for healthy urban ecosystems. Trends Biotechnol., 16:S0167-7799(24)00005-2.
Kaur R, Rawal R (2023): Influence of heavy metal exposure on gut microbiota: Recent advances. J Biochem Mol Toxicol, Dec 37(12):e23485.
Hui N, Grönroos M, Roslund MI, Parajuli A, Vari HK, Soininen L, Laitinen OH, Sinkkonen A (2019): Diverse environmental microbiota as a tool to augment biodiversity in urban landscaping materials. Front Microbiol., Mar 22; 10:536.
