Ученые раскрыли еще один секрет микробиома кишечника
Новое исследование проливает свет на то, как определенные виды кишечных бактерий, в частности, представители семейства Enterobacteriaceae (в него входит, в том числе, кишечная палочка Escherichia coli), способны защищать нас от вредоносных микроорганизмов. Работа бактериологов показала, что состав микробиома кишечника и питание человека играют ключевую роль в поддержании равновесия между полезными и потенциально опасными бактериями.
Чтобы изучить этот процесс, команда специалистов проанализировала более 12 000 образцов кала людей из 45 стран. С помощью технологий секвенирования ДНК они смогли идентифицировать и количественно оценить микроорганизмы в каждом образце. Это позволило выявить значительные различия в составе микробиома у людей с наличием Enterobacteriaceae и без них.
Анализ генов этих микроорганизмов позволил предсказать с точностью около 80%, имеет ли человек Enterobacteriaceae в своем кишечнике. Это открытие подчеркнуло тесную связь между различными типами бактерий и их способностью сдерживать рост потенциально опасных видов.
Ученые выделили две группы бактерий: те, которые хорошо уживаются с Enterobacteriaceae (их назвали «совместные колонизаторы»), и те, которые редко встречаются вместе с ними («взаимоисключающие виды»). Особое внимание привлекли бактерии рода Faecalibacterium, которые оказались ключевыми в борьбе с вредоносными микроорганизмами. Эти бактерии производят короткоцепочечные жирные кислоты в ходе переработки пищевых волокон. Эти кислоты не только оказывают противовоспалительное действие и улучшают функцию кишечника, но и подавляют рост Enterobacteriaceae.
Другим важным наблюдением стало то, что «совместные колонизаторы» обладали более широкой способностью к переработке различных питательных веществ. Это позволяло им выживать в условиях, благоприятных для Enterobacteriaceae. Эти выводы расходятся с предыдущими исследованиями, проведенным на мышах, которые предполагали, что бактерии, использующие одни и те же ресурсы, не могут сосуществовать.
Эти открытия могут стать основой для разработки новых стратегий профилактики и лечения инфекций без использования антибиотиков. Вместо того чтобы уничтожать вредоносные бактерии, что часто приводит к побочным эффектам, можно сосредоточиться на усилении «взаимоисключающих» бактерий или создании диет, способствующих их росту. Такой подход может оказаться эффективнее использования пробиотиков, которые обычно недолго живут в кишечнике.
Будущие исследования, вероятно, будут включать использование таких инструментов, как метаболомика (изучение химических соединений, производимых микробами) и транскриптомика (анализ активности генов). Это позволит создать более точное представление о взаимодействиях внутри кишечной экосистемы и разработать новые, не связанные с антибиотиками, подходы к защите от инфекций.
Дополнительно важно изучить, как долгосрочное соблюдение различных типов диет, например богатых или бедных клетчаткой, влияет на развитие потенциально вредоносных бактерий. Такое понимание может открыть двери к более точным и безопасным методам поддержания здоровья кишечника в будущем.
Ранее ученые выяснили, как бактерии побуждают вирусы уничтожать своих конкурентов.
