Главная » Новости » Антибиотики перестают помогать, но есть дурнопахнущая альтернатива

Антибиотики перестают помогать, но есть дурнопахнущая альтернатива

Неизвестные микробы — 95% микробиома

С микробами-друзьями человечество познакомил русский ученый Илья Мечников в начале XX века. Он заметил, что болгарское кислое молоко благотворно действует на организм: поднимает иммунитет и задерживает старение, а потому пил его сам и всем советовал.

Первые исследования бактерий кишечника человека начались еще раньше: более 300 лет назад в работах Антони ван Левенгука.

Микробиологам быстро стало понятно, что человеческий организм не стерилен, а кишмя кишит бактериями: они живут в кишечнике, на коже, в ротовой, носовой полости и даже в легких, а у женщин — во влагалище и плаценте.

В XX веке считалось, что «микрофлору» легко восстановить кисломолочными продуктами и нормальным питанием. В 1940-е годы стартовала эпоха антибиотиков, которые стали одновременно друзьями и врагами человека: вместе с патогенными микробами они убивают здоровую человеческую микрофлору.

40 лет назад была открыта вредоносная бактерия Helicobacter pylori: австралийский ученый Робин Уоррен догадался, что это и есть основной виновник гастрита, язвы и рака желудка. В 1984 году его соотечественник врач Барри Маршалл специально выпил культуру с хеликобактером из чашки Петри и спровоцировал у себя инфекционный гастрит, а затем излечился противомикробными препаратами. За свою работу Уоррен и Маршалл удостоились Нобелевской премии по медицине в 2005 году.

К 1990-м годам микробиологам казалось, что они знают о человеческих микробах все. Ведь содержимое здорового человеческого кишечника неоднократно высевали на питательный субстрат и точно знали, что там вырастает и как влияют на микробы антибиотики. Гром среди ясного неба грянул благодаря появлению нового метода прямого исследования генетического кода бактерий — так называемого секвирования генома. Англичанин Фредерик Сэнгер нашел способ сразу, без высеваний в чашку Петри, выяснять, гены каких бактерий содержатся в той или иной культуре. И к концу второго тысячелетия вдруг выяснилось, что с бактериями, которые живут в наших организмах, человечество почти не знакомо!

Микробиологи схватились за головы: то, что они выращивали в лаборатории на протяжении ста лет, составляет не более 5% микроорганизмов, живущих внутри человека.  А что же там еще?

Археи, грибы, вирусы, бактерии — целый дивный мир, получивший название микробиом. Этот термин придумал в 2000 году американский генетик и биохимик Джошуа Ледерберг, получивший Нобелевскую премию за исследования по генетике микроорганизмов.

Зачастую слова «микробиом» и «микробиота» используют как синонимы. Но на самом деле микробиом — это совокупность генов микроорганизмов в организме человека, а микробиота — вся экосистема микробов с набором генетических признаков и сложными взаимоотношениями внутри нее.

В каких болезнях виновата микробиота?

К началу третьего тысячелетия ученым стало ясно, что нужно в срочном порядке изучать микробиом человека. Это стало возможным только в 2000-х годах благодаря появлению высокопроизводительных приборов для секвенирования. Выяснилось, что только в желудочно-кишечном тракте у нас живет около 2,5—3 кг микробов (для сравнения: мозг весит 1,5 кг). Были запущены крупнейшие проекты по изучению этого нового неизвестно «органа»: в США — «Микробиом человека», в Европе — МetaHIT. Амбициозность этих исследований можно оценить по цифрам: общая стоимость американского проекта, в котором задействованы более 200 ученых из 80 ин­ститутов, составила $173 млн.

По результатам генетического анализа биоматериала было установле­но, что в человеческом организме обитает свыше 10 тысяч видов различных микробов. Если ранее в проекте «Геном человека» было найдено 22 тысячи генов, кодиру­ющих белки для регуляции метаболизма, то изучение микробиома добавило еще 8 млн уникальных бактериальных генов, о которых мы до этого не имели ни малейшего понятия.

Выяснилось, что у нового «органа» масса полезных функции: наши внутренние микробы играют важную роль в поддержании иммунитета, обмена веществ, пищеварения и даже влияют на настроение. Свежие исследования показывают, что матери с «плохой» микробиотой хуже заботятся о своих детях (доказано в экспериментах на мышах), а дети из сиротских домов имеют отклонения в микрофлоре по сравнению с «домашними».

Нарушения в сложном микробном сообществе связаны с целым рядом заболеваний:  депрессией, аутизмом, шизофренией, болезнями Паркинсона и Альцгеймера и даже ожирением.

Теперь тучные люди в свое оправдание могут смело ссылаться на сверхпродуктивные микробы кишечника. В рамках исследований было показано, что калорийность фекалий пациентов с ожирением очень низкая. Это означает, что в отличие от людей с нормальным весом у них происходит наиболее полная переработка пищи в толстом кишечнике. Микробное сообщество работает настолько эффективно, что они способны извлечь максимум энергии из какой-нибудь морковки или сельдерея. В давние времена это было эволюционным преимуществом человека, а сегодня при избыточном питании это стало проблемой.

Еще одно интересное исследование доказало, что микробиому кишечника может навредить экология: из-за плохого воздуха ухудшается состав микрофлоры и повышаются риски развития множества опасных состояний: того же ожирения, сахарного диабета, желудочно-кишечных расстройств и других хронических заболеваний. Специалистам Колорадского университета в Боулдере удалось обнаружить прямую связь между загрязненным воздухом и увеличением в кишечнике бактерий Bacteroides caecimuris, связанных с ожирением.

От диагностики до пересадки

В данный момент ученые занимаются поиском паттернов в микробиоме людей разных групп и возрастов, страдающих от болезней и совершенно здоровых. Собранная база данных поможет в успешной профилактике, диагностике и лечении, которое в будущем будет проводиться исходя из анализов микробиома человека. На днях вышло исследование, охватившее 9000 человек в возрасте от 18 до 101 года. Специалисты из Института системной биологии убедились, что микробиомы кишечника становятся все более уникальными по мере старения человека: начиная с 40-50 лет снижается обилие основных родов бактерий. Ученые утверждают, что на основе собранных данных они могут сообщить о здоровом и нездоровом старении и даже предсказать по микробиому, наступит ли смерть человека в ближайшие 10 лет.

Ученые из Клиники Майо пошли еще дальше: они разработали индекс здоровья кишечного микробиома, состоящий из биологически интерпретируемой математической формулы. Благодаря этому они могут по калу человека определить вероятность развития у него заболевания, даже если оно еще не диагностировано. В основе расчета лежит база данных о 4347 образцах стула людей здоровых и больных.

Ежегодно выходят десятки новых исследований о микробиоме и каждое из них добавляет новые штрихи к «портрету». Например, недавно стало известно, что разнообразие и объем бактерий в кишечнике влияет на тяжесть течения COVID-19.

Также стало ясно, что спорт и физическая активность способны менять состав бактерий к лучшему, а бокал красного вина в день обеспечит вам более разнообразный микробиом кишечника, чем белое вино, пиво или сидр.

Пересадка кала от донора может помочь в лечении рака кожи. И вообще, фекальная трансплантация — очень перспективное направление: она может быть эффективна при воспалении кишечника, болезни Альцгеймера, при противоопухолевой терапии. В наши дни так лечат нарушения обмена веществ, ослабление иммунитета и даже шизофрению.

«В последнее время появилась чудесная идея: если микробиом так сильно влияет на жизнь, то можно осуществлять пересадку микробиома от одного человека к другому, — рассказал каналу «Наука» доктор биологических наук, заместитель директора Института проблем передачи информации РАН  Михаил Гельфанд.  — Есть  техника — фекальная трансплантация, которой сейчас очень серьезно занимаются, и есть болезни, которые только так и лечатся. Например, патогенная бактерия Clostridium difficile, которая в принципе живет у всех, сильно размножается у людей, которые долго принимали антибиотики  и имеют ослабленный иммунитет. Она вызывает очень тяжелое поражение кишечника и тысячи смертей в год. Она практически не лечится антибиотиками, но чудесно лечится пересадкой какашек. В специальной капсуле или через зонд заселяют кишечник вот таким здоровым образцом. Сейчас ученые пытаются понять, какие именно члены сообщества микробов для этого нужны, чтобы сделать эту процедуру более эстетически привлекательной».

А вы знали, что микробиом может влиять даже на наше поведение в выборе полового партнера? Согласно этой гипотезе, не мужчина выбирает женщину, а его микробы проводят химический анализ ее микробиома и стремятся вступить в полезный симбиоз, выделяя соответствующий нейромедиатор — биологически активное химическое вещество, заставляющее нас действовать. Между людьми возникает страстная любовь, а бактерии достигают своей цели: улучшают себе среду обитания.

Adblock
detector
23 queries in 0,516 seconds.