В будущем организм будет лечиться не антибиотиками, а микроорганизмами - вот, что выяснили учёные

Человеческое тело представляет собой не только организм, но и экосистему, населенную триллионами микроорганизмов, как внутри, так и на его поверхности. В кишечнике количество этих микробов превосходит число звезд в Млечном Пути. Эти микроорганизмы играют важную роль в поддержании здоровья, хотя точный механизм их воздействия и пользы до сих пор изучается.

В новом исследовании группа ученых исследовала, как определенные кишечные бактерии могут защитить организм от вредоносных бактерий Enterobacteriaceae. К этой группе относятся такие виды, как кишечная палочка (E. coli). Обычно она безвредна в малых количествах, но при чрезмерном размножении может вызывать инфекции и другие проблемы со здоровьем.

Исследование показало, что кишечная микросреда, формируемая такими факторами, как диета, играет значимую роль в сдерживании роста вредных для организма бактерий. Для получения этих результатов группа ученых проанализировала более 12 тысяч образцов кала, собранных у людей из более сорока стран. Применяя технологии секвенирования ДНК, удалось идентифицировать и подсчитать микроорганизмы, присутствовавшие в каждом образце.

Состав микробиома кишечника у людей с наличием энтеробактерий существенно отличался от такового у тех, у кого они отсутствовали. Анализируя микробы и их гены, ученые смогли с высокой точностью (примерно в 80% случаев) предсказать, присутствует ли в кишечнике человека энтеробактерии. Это продемонстрировало, что состав кишечной микробиоты тесно связан с вероятностью проникновения вредоносных видов. Более детальный анализ выявил две группы бактерий: те, которые активно размножались в присутствии Enterobacteriaceae (так называемые «соколонизаторы»), и те, которые редко встречались совместно с ними («ко-эксклюдеры»). Вид бактерий-коэксклюдеров Faecalibacterium оказался особенно важным. Этот микроорганизм производит короткоцепочечные жирные кислоты, расщепляя волокна, поступающие с пищей. Эти кислоты способны подавлять рост вредоносных бактерий, в том числе Enterobacteriaceae.

Наличие этих жирных кислот стало одним из наиболее значимых признаков различия между коэксклюдерами и соколонизаторами. Кроме того, ранее было выявлено, что они оказывают положительное воздействие на здоровье, способствуя снижению воспаления и улучшению кишечной функции. Эти данные подтверждают, что условия окружающей среды в кишечнике, включающие состав питательных веществ, pH и уровень кислорода, являются решающими факторами, определяющими, будет ли человек колонизирован энтеробактериями или нет.

Результаты исследования могут привести к разработке новых подходов к профилактике и лечению инфекций без применения антибиотиков. Например, вместо прямого уничтожения вредных бактерий (что может негативно сказаться и на полезных микроорганизмах), можно было бы увеличить количество бактерий-коэксклюдеров или разработать рацион питания, способствующий их росту. Данный подход может быть более эффективным, чем прямое употребление пробиотиков, поскольку ранее было продемонстрировано, что добавленные извне бактерии способны выживать в кишечнике только в течение ограниченного времени.

Также можно нацелиться на определенные механизмы, используемые вредными бактериями для выживания, тем самым снижая их опасность. Несмотря на то, что исследование предоставляет новые важные сведения, остается еще многое для изучения. Ряд регионов, включая некоторые области Южной Америки и Африки, недостаточно представлены в исследованиях микробиома, что ограничивает понимание того, как состав кишечных бактерий может различаться в различных популяциях. Кроме того, несмотря на то, что исследование выявило важные закономерности и взаимосвязи, причины и механизмы данных взаимоотношений до сих пор не до конца изучены. Будущие исследования будут включать применение прочих инструментов, таких как метаболомика (анализ химических веществ, синтезируемых микробами) и транскриптомика (изучение активации генов), для создания более четкой картины работы кишечной экосистемы.

Кроме того, дальнейшие шаги должны быть сосредоточены на разработке исследований, которые позволят проверить, влияет ли определенный тип рациона питания (например, с высоким или низким содержанием клетчатки) на вероятность возникновения заболеваний, вызванных потенциально вредными бактериями, и других долгосрочных проблем со здоровьем. Более полное понимание того, как микроорганизмы взаимодействуют и общаются в кишечнике, позволит разработать более точные и эффективные, без использования антибиотиков, методы лечения для предотвращения инфекций в будущем.