Мыши испробовали на себе войны микробов в животе человека
Тезис «человек имеется то, что он ест» верен не только в отношении всего организма, но и в части кишечной микрофлоры: на её состав, как давно светло, воздействует диета хозяина. Возможно заявить, что рассказы о пользе йогуртов и пробиотических пищевых добавок имеют под собой некую научную базу.
Но понятного в данной картине до тех пор пока ещё значительно меньше неизведанного.
Тело человека складывается из десятков триллионов клеток, но бактерий в нём — в десять раз больше. Они оказывают помощь нам переваривать те соединения в пище, что мы сами переработать не в состоянии, участвуют в работе иммунной совокупности и, наверное, в целом последовательности процессов, все тонкости которых ещё предстоит разобрать.
Кое-какие учёные не просто так предлагают разглядывать человека комплексно, только как гибрид «сапиенса» и населяющих его микроскопических созданий. А среди последних численный перевес — на стороне микробов в пищеварительном тракте.
Род Bacteroides насчитывает множество видов. В кишечнике человека они находятся в изобилии и оказывают помощь организму-хозяину приобретать питательные вещества и энергию.
Но при попадании в другие части тела эти микробы смогут привести к опасной инфекции (фото Zdravotni University).
Перекосы во внутренней микрофлоре медики уже давно связали с рядом болезней. Легко представить, какие конкретно замечательные рычаги получит технология и «медицина здорового образа судьбы», в случае если учёные смогут значительно подробнее расшифровать происходящее в микробном сообществе в нас и отыщут новые способы действия на него.
Эксперты, но, говорят, что в этом замысле мы ещё стоим в начале пути. К примеру, история с ДНК йогурта продемонстрировала, что «хорошие бактерии» трудятся намного сложнее, чем нам пробуют растолковать пропагандисты «дружественного кишечнику» продукта.
Интересные шаги по данной дорожке сделали сравнительно не так давно Джастин Сонненбург (Justin Sonnenburg) и его коллеги из медицинской школы Стэнфордского университета, и из университета клеточной и молекулярной биологии университета Ньюкасла (ICaMB). Они совершили последовательность опытов с мышами, выращенными в стерильных условиях и лишёнными собственной бактериальной микрофлоры.
Грызунам ввели два вида бактерий Bacteroides thetaiotaomicron и B. caccae (оба в изобилии видятся в желудочно-кишечном тракте человека). Ранее учёные проанализировали геном этих микробов и раскрыли закономерности в генах, управляющих «разделкой» веществ из группы фруктанов, установив, что различные виды Bacteroides владеют собственной спецификой «общения» с фруктанами и разной широтой усвоения этих соединений.
Структурная формула инулина.
Лук, чеснок, одуванчик, агава, лопух, девясил, нарцисс, гиацинт смогут похвастать высокой концентрацией этого вещества в некоторых собственных частях (иллюстрация Florian Fisch/wikipedia.org).
В частности, авторов работы весьма заинтересовал инулин — полисахарид, что видится во многих растениях. Добывают его, например, из топинамбура и цикория, и часто додают в йогурты.
Инулин легко усваивается организмом человека и является источником разных нужных соединений (сахаров). Считается кроме этого, что он стимулирует рост «верных» бактерий.
Вот лишь человек сам по себе перерабатывать инулин не имеет возможности: в этом нам именно оказывают помощь микробы, несущие гены, каковые кодируют ферменты, расщепляющие этот полимер.
Сонненбург и его сотрудники растолковывают, что из двух выбранных для опыта бактерий лишь одна среди собственных 5000 генов несёт 10, несущих ответственность за расщепление инулина (правильнее, за работу бактериальных «сенсоров» на этот вид фруктана и синтез энзимов, перерабатывающих его).
Схема его коллег и эксперимента Джастина (иллюстрация Erica D. Sonnenburg et al./Cell).
Так, биологи на базе анализа генов и предсказали, что случится с модельными грызунами, в случае если их перевести на диету, богатую инулином. А случилось ровно то, что ожидалось, подтвердив красоту теоретических построений.
По окончании 1-2 недель опыта изначально равномерный баланс между двумя видами микробов в кишечнике заметно сместился в сторону B. caccae — «эксперта» по инулину. (Подробности изучения раскрывают пресс-статья и релиз университета в издании Cell.)
На этом кадре Джастин с женой Эрикой. Она трудится в лаборатории мужа и есть одним из авторов нынешнего опыта с мышами (фото Steve Fisch).
Экстраполировать итог с таковой упрощённой моделью микрофлоры человека на настоящее его «внутреннее население» будет непросто. Тут лишь для генетиков работы — непочатый край.
В геноме человека, как мы знаем, содержится 20-25 тысяч генов. Но у тысячи видов бактерий, что обитают в отечественном кишечнике, неспециализированное число генов образовывает миллионы.
Однако задача не неисправима. Сонненбург со товарищи продемонстрировали путь, по которому направляться идти, неспешно вскрывая запутанные связи в микрофлоре человека.
И мыши тут ещё послужат моделью несколько раз.
«Мы на данный момент взяли стерильных мышей, которым ввели партии бактерий, воображающих всё сообщество людской кишечника во всей его сложности, — говорит Эрика Сонненбург. — Мы собираются взглянуть, как бактерии, каковые, согласно нашей точке зрения, лучше приспособлены к „борьбе“, в действительности покажут себя в этих условиях более твёрдой конкуренции».
Задавая сообществу микробов разные «входные эти» и отслеживая ответ, американские и английские эксперты собираются составить что-то наподобие библиотеки генов-биомаркеров. Она окажет помощь влиять на бактерии в теле человека при помощи диеты более целенаправленно и рационально.
