Ученые выяснили, как здоровый кишечник защищает человека

Давно, известно, что здоровый кишечник может защищать организм от инфекционных заболеваний, но ученые не знали, каким образом это происходит. Согласно новому исследованию британских ученых, опубликованному в журнале Science, кишечные бактерии человека могут в нужный момент "сгруппироваться", чтобы победить патогены и предотвратить инфекции. Авторы уверены: результаты исследования открывают новые возможности для дальнейших разработок эффективных препаратов от опасных инфекционных заболеваний.

Конкуренция за ресурсы

Когда большое и разнообразное сообщество кишечных бактерий конкурирует с патогенами за питательные вещества, у патогенов может не хватить топлива для колонизации и проникновения в организм, - пишут ученые в новом исследовании.

При этом чем больше патогенных микробов, тем больше различных питательных веществ могут съесть бактерии кишечника. Исследование показывает, что чем больше "атакующих" патогенов, тем лучше защищен организм.

"Это означает одно - питательные вещества для патогена ограничены, его вторжение заблокировано", - утверждает ведущий автор, научный сотрудник кафедры биохимии Оксфордского университета Фрэнсис Спрэгг.

Профессор микробиологии и иммунологии Мичиганского университета Томас Шмидт, который не участвовал в исследовании, считает новую работу коллег убедительной, которая подтверждает более ранние гипотезы ученых: "Неудивительно, что конкуренция за ресурсы - это то, что обеспечивает сопротивление колонизации. До этого у нас не было доказательств того, что это так", - говорит ученый.

По словам Шмидта, это одно из первых исследований, которое проливает свет в вопросе конкуренции между патогенами и конкретными микробами-хозяевами. Ученый считает, что в дальнейшем это позволит исследователям выявить микробы для лечении инфекций.

Эксперимент в пробирке: что сделали исследователи?

В ходе экспериментов в пробирке исследователи проверили 100 распространенных штаммов кишечных бактерий человека, противопоставив каждый из них двум бактериальным патогенам: Klebsiella pneumoniae и Salmonella typhimurium. Оба возбудителя, вызывающих пневмонию и пищевое отравление, могут стать устойчивыми к антибиотикам.

Хотя некоторые штаммы блокировали рост патогенов лучше, чем другие, ни один из них в отдельности не мог предотвратить колонизацию. Но когда исследователи собрали 10 лучших борцов с патогенами, защита оказалась гораздо надежнее.

Тестирование на мышах показало аналогичные результаты. Исследователи заселили в организм мышей множество видов бактерий, а затем подвергли грызунов воздействию патогенов.

"Увеличение числа видов бактерий в сообществе повышало защищенность сообществ. Однако было крайне важно, чтобы присутствовали определенные ключевые виды кишечных бактерий", - отметил Спрэгг.

По сравнению с другими видами, эти "ключевые" бактерии потребляли больше тех же питательных веществ, что и патогены, - обнаружили исследователи. По отдельности они не могли остановить рост патогенов, но в сообществах они обеспечивали лучшую защиту.

Препараты на основе микробиома

Результаты исследования могут проложить путь к лечению инфекционных заболеваний на основе микробиома, - говорят исследователи. "Мы могли бы использовать эффект блокировки питательных веществ, чтобы проверить, какие комбинации кишечных бактерий будут наиболее защищены от конкретного патогена", - утверждает Спрэгг.

По мере увеличения информации о микробиоме, растет интерес к методам лечения на его основе. Год назад Управление по санитарному надзору за качеством продуктов и медикаментов США FDA одобрило первый продукт фекальной микробиоты Rebyota для предотвращения инфекции Clostridioides difficile, которая вызывает диарею и приводит к колиту у взрослых.

По словам Шмидта, исследование может стать базой для разработок микробиотических препаратов для борьбы с различными инфекционными патогенами.

По мнению экспертов, достижения в области геномики могут помочь узнать, какие виды бактерий есть в микробиоме человека.

Когда-нибудь, благодаря дополнительным исследованиям, врачи потенциально смогут использовать эту информацию, чтобы выяснить, какие пациенты нужны для предотвращения инфекции или борьбы с ней.

На данный момент исследование является отличным напоминанием о том, что следует добавить в свой рацион продукты, которые способствуют укреплению здоровья кишечника. Это овощи и фрукты с высоким содержанием клетчатки, ферментированные продукты.

Эксперты также рекомендуют свести к минимуму ненужное использование антибиотиков. Авторы исследования подчеркивают: антибиотики уменьшают разнообразие микробиома, поскольку существует связь между приемом антибиотиков и риском заражения бактериальными патогенами.