Учените вече могат да предскажат как отделните бактерии в червата си взаимодействат помежду си, за да разкрият как влияят на здравето ни, за добро или лошо, показва ново проучване.
Трилионите микроби и вируси които съществуват едновременно вътре и на повърхността на тялото, са известни като микробиом. The най-големите концентрации на тези микроби се намират в червата. Доказано е, че някои изпълняват полезни роли в тялото, като например видове Лактобацилус че може помощ при храносмиланетои други, като напр токсични щамове на Ешерихия колиможе да причини заболяване.
Много микроби оцеляват, като консумират хранителни вещества, които са били произведени от други микроби, и когато тези взаимодействия се разрушат, може причиняват дисбаланс между полезни и болестотворни микроби, което води до състояния като възпалително заболяване на червата (IBD). Досега обаче беше трудно да се начертаят всички тези сложни взаимодействия.
В новото проучване, публикувано в петък (20 октомври) в списанието Nature Communications, учените картографираха как специфични чревни микроби взаимодействат помежду си и образуват хранително зависими общности. Резултатите могат да улеснят насочването към отделни видове бактерии или техните метаболитни странични продукти и по този начин потенциално да доведат до разработването на нови терапии.
Свързани: Нов „атлас“ на маймунски мозък картографира 4,2 милиона клетки
„Авторите се заеха с нов и предизвикателен аспект на изследването на микробиома, преминавайки отвъд простото описание кои бактерии присъстват към разработването на аналитична рамка за количествено определяне на взаимодействията при кръстосано хранене,“ Кристофър Стюартмедицински изследовател в университета Нюкасъл в Обединеното кралство, който не е участвал в изследването, каза пред Live Science в имейл.
„По този начин те потвърдиха някои известни асоциации и откриха нови функционални асоциации в много различни болестни състояния“, каза той.
Изследователите разработиха изчислителен подход за идентифициране и класиране на ключови „хранещи“ взаимодействия или обмен на хранителни вещества между микробите в червата. Това взе предвид фактори като разнообразието и общия брой микроби, за които се предвиждаше да консумират или произвеждат специфични хранителни вещества.
След това те тестваха този подход върху набор от данни, който моделира метаболизма на 955 вида чревни микроби, които бяха събрани от повече от 1600 проби от човешки изпражнения и чиито геноми можеха да бъдат реконструирани. Участниците, които предоставиха проби, обхващаха 15 държави и имаха едно от 11 заболявания, при които чревният микробиом е бил замесен преди това – като IBD, диабет тип 2 или рак на дебелото черво – или не сте имали някое от тези състояния.
За 10 от 11-те заболявания екипът успя да определи специфични взаимодействия между микробите, които изглеждаха нарушени, в сравнение с хората, които нямаха тези условия; тези смущения произтичат от липсата на съответните им „хранещи“ партньори на микробите. Например, когато авторите са използвали новия подход за анализ на изпражненията от хора с болест на Крончесто срещана форма на IBD, екипът установи, че това, което отличава това състояние, е липсата на бактериални видове, които консумират газа сероводород, като напр. Roseburia intestinalis. (Смята се, че сероводородът играе важна роля в контролиране на възпалението в червата.)
Връзката между сероводорода и болестта преди това беше маркирана като по-очевидна при друг тип IBD, наречен язвен колиттака че е потенциално изненадващо да го видим свързано и с болестта на Крон, Глен Гибсънпрофесор по хранителна микробиология в университета в Рединг в Обединеното кралство, който не е участвал в изследването, каза пред Live Science в имейл.
В своята статия авторите на изследването признават, че новият подход все още е само „концептуална рамка“ и че ще са необходими допълнителни експерименти и задълбочени анализи, за да се валидират тези микробни взаимодействия. Основните механизми зад тези взаимодействия при хранене също ще трябва да бъдат проучени, каза Стюарт.
Независимо от това, изследването представлява „важна стъпка“ към използването на генетичен материал от микробиома, за да се направи заключение за хранителни взаимодействия между специфични микроби, добави Стюарт. Това в крайна сметка може да ни „отведе една крачка по-близо до по-ефективни терапии, насочени към микроби и базирани на микроби“, каза той.