Fæcestransplantationer kan genoprette balancen i tarmens mikrobiom ved hjælp af sundt donormateriale og kan desuden bruges til at screene for metaboliske lidelser såsom svær overvægt. Nyere undersøgelser viser, at transplantationer fra magre mus til svært overvægtige mus kan forbedre symptomerne på type 2-diabetes og forårsage vægttab. Ubehandlet fæcesmateriale udgør dog stadig en risiko. Forskere arbejder derfor løbende på at udvikle mere sikre metoder og fokuserer bl.a. på at fermentere fæces for at bevare gavnlige bakteriofager og eliminere skadelige vira. Tidlige resultater er lovende og viser betydelige forbedringer i blodsukker og leverfunktion hos svært overvægtige mus.
Engang imellem kan mikrobiomet i menneskets tarmsystem komme i en farlig ubalance – for eksempel når antibiotikaresistente bakterier æder sig igennem tarmens slimhinde, og så kan fæcestransplantationer være sidste udvej, i hvert fald indtil videre når man rammes af Clostridioides difficile-infektioner.
Denne for mange utiltrækkende, men dog ofte livsreddende behandling - bruger materiale fra en sund persons fordøjelsessystem til at genkolonisere en anden persons tarm, ved - forhåbentlig - øge andelen af "gode" bakterier og få styr på de farlige mikrober til niveauer, som kroppen kan håndtere.
Ny forskning antyder, at brugen af fæcestransplantationer til at ændre tarmens mikrobiom også kunne hjælpe med at behandle mennesker med metaboliske lidelser, hvis altså dyreforsøgene kan bekræftes. Fæcestransplantationer indeholdende vira (fækal viromtransplantation) fra magre mus til svært overvægtige mus synes at forbedre symptomerne på type 2-diabetes og kan endda reducere vægtøgning.
Men fæcestransplantationer er ikke uden risiko, understreger Torben Sølbeck Rasmussen, lektor ved Institut for Fødevarevidenskab på Københavns Universitet. De inkluderer også hundredevis eller tusindvis af uidentificerede mikrober, og fejl i forberedelsen af fæces kan være katastrofal. I 2019 døde en modtager af en fæcestransplantation efter et afgørende trin blev sprunget over i screeningsprocessen for farlige bakterier.
For metaboliske lidelser såsom svær overvægt er risikoen ved brug af en uændret fæcestransplantation simpelthen for høj til at retfærdiggøre det.
"Der er en bedre måde at reducere kropsvægten end at transplantere fæces på den måde," siger Rasmussen.
For at gøre fæcestransplantationer sikrere arbejder forskerne på at finde måder at eliminere så mange af disse ukendte, uforudsigelige mikrober som muligt, mens de holder de terapeutisk aktive mikrober i live og aktive.
Ny forskning offentliggjort i Nature Communications identificerer en lovende metode – "fermentering af afføring," fortæller Rasmussen.
Det aktive stof i afføring
Tarmen – og især tyktarmen – er hjemsted for et helt økosystem af mikrober, der understøtter fordøjelsen og påvirker resten af kroppen, herunder ens stofskifte, på måder, der endnu ikke er fuldt forstået.
Tidligere forskning tyder på, at en aktiv ingrediens i fæcestransplantationer, der har hjulpet til at behandle mennesker med metaboliske lidelser, er bakteriofager – en type virus, der kun inficerer bakterier og ikke menneskeceller.
Men ubehandlet fæces er også fyldt med eukaryote vira, som angriber menneskeceller. Og selv den mest grundige donorscreening kan ikke identificere dem alle.
"Der vil stadig være hundredevis af vira, der kunne være farlige, men vi ved det bare ikke," forklarer Rasmussen, "ligesom det humane papillomavirus, der kan føre til livmoderhalskræft blandt kvinder 5-10 år senere."
Rasmussen og hans team satte sig for at teste forskellige præparater for at udelukke bakterier og eukaryote vira i fæcestransplantationer – mens de små bakteriofager holdes intakte. Derefter vurderede de, om hvert præparat kunne behandle en lille gruppe mus med metaboliske lidelser lige så effektivt som en den originale fækale viromtransplantation.
Udnyttelse af forskelle
Den første taktik, forskerne prøvede, udnytter, hvordan mikrober strukturerer deres genomer.
"De fleste eukaryote vira har RNA-genomstrukturer, og de fleste bakteriofager har DNA," forklarer Rasmussen.
Forskerne brugte pyronin Y, et fluorescerende rødt farvestof, der binder til RNA, for at inaktivere de eukaryote vira ved at forhindre dem i at reproducere sig.
"Dette præparat var dog en fiasko," siger Rasmussen. Den resulterende viromtransplantation syntes ikke at forbedre symptomerne på diæt-induceret svær overvægt hos mus.
Den anden strategi fokuserede på membraner.
"De fleste eukaryote vira har en lipidmembran," mens bakteriofager er omgivet af en struktur lavet af proteiner, forklarer Rasmussen. "Det er ret simpelt, med en slags detergent eller sæbe, at opløse den eukaryote virus' fedtholdige membran, og dette vil inaktivere virussen."
Denne metode gav dog heller ikke terapeutiske resultater hos musene, som man havde håbet på.
Den tredje - og langt mest lovende - mulighed udnytter en forskel i, hvordan mikroberne reproducerer sig.
"Ligesom yoghurt eller kombucha kan man fermentere fæces," siger Rasmussen. "Lyder måske mærkeligt, men ikke desto mindre."
I test-skala skabte forskerne et system til at behandle fæcesprøver, der simulerer miljøet i en mus' tarm – men med vigtige forskelle. Som i tarmen blev væske kontinuerligt drænet fra (analogt med ekskretion) og tilføjet til den (analogt med indtagelse).
Men i modsætning til tyktarmen er test-beholderne ikke foret med værtsceller, hvor eukaryote vira kan sætte sig for at reproducere sig. Bakterier og bakteriofager har derimod ikke brug for tarmens foring for at formere sig.
"På denne måde kan vi muliggøre bakterier og bakteriofager at vokse, men fortynde de eukaryote vira ud," forklarer Rasmussen.
De fermenterede fæcestransplantationer viste lovende resultater som en behandling, idet de stærkt reducerede blodsukkerniveauer hos svært overvægtige mus sammenlignet med dem, der ikke havde modtaget transplantationen.
Forskerne blev "temmelig overraskede" over at se de slående forbedringer i nogle mus' leverfunktion – nogle svært overvægtige mus oplevede så dramatiske fald i fedtdepoter i leveren, at leverne var uadskillelige fra leverne hos magre mus, siger Rasmussen.
Men hvad gjorde, at nogle mus reagerede på behandlingen, mens andre ikke blev påvirket så meget? Ved at undersøge modtagermusenes fæces fandt forskerne ud af, at sammensætningen af tarmens mikrobiom hos respondenterne adskilte sig betydeligt fra den hos ikke-respondenterne.
Tidlige dage, men lovende resultater
Rasmussen understreger, at den nye undersøgelse er indledende. Fremtidig forskning vil være nødvendig for at afgøre, om deres resultater også virker ved større prøveudtagninger og hos hunmus.
Ikke desto mindre mener han, at resultaterne er opmuntrende og bekræfter, at teknikken med fæcesfermentering er værd at udforske yderligere. Faktisk siger han, at en ny undersøgelse viste, at det fermenterede fækal virom var effektivt til at behandle mennesker med en anden tilstand eller sygdom.
Forskerne blev dog temmelig overraskede over, at de ikke så et kendetegn ved tidligere undersøgelser af fæcestransplantationer og metaboliske lidelser – ingen af transplantationsmodtagerne, selv dem der modtog den uændrede fækal virom, blev slankere.
Rasmussen siger, at det viser, hvor udfordrende det er at kontrollere mikrobiomet, selv i et laboratorium. Sammensætningen af arter i både donor- og modtagerens mikrobiomer adskilte sig betydeligt fra deres tidligere undersøgelse, selvom protokollen var den samme.
Ser man fremad mod potentialet af fermenterede fækal viromtransplantationer som en behandling, er det faktum, at nogle mus reagerede stærkt, mens andre ikke gjorde, ikke en hindring. "Inden for den farmaceutiske verden lever man med, at en medicin ikke kan virke altid," siger Rasmussen. "Nogle produkter virker på dig, men ikke på mig."
"Og så længe det hjælper nogen, er det værd at undersøge nærmere," slutter Rasmussen.
