Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Cell Reports, диета, богатая соевым белком, повышает восприимчивость человека к Clostridioides difficile за счет повышения уровня аминокислот (АК) в кишечнике и стимулирования роста Lactobacillus.
Лактобациллы, в свою очередь, переваривают соевый белок с получением аминокислот, что опять же способствует развитию C. difficile, а значит, и инфекции Clostridioides difficile (CDI).
Обычно устойчивость колонизации C. difficile снижается после антибиотикотерапии, что приводит к дисбиозу микробиоты кишечника. Микробиота кишечника конкурирует с C. difficile за питательные вещества, а также производит специфические метаболиты, которые предотвращают колонизацию C. difficile. На здоровье кишечника человека и восприимчивость к CDI существенно влияют диетические факторы. Для уменьшения воспаления кишечника неперевариваемые углеводы способствуют очищению кишечника от C. difficile, вызывая выработку короткоцепочечных жирных кислот микроорганизмами кишечника. Некоторые богатые питательными веществами диеты, например, с высоким содержанием жиров, цинка и белков, ухудшают течение CDI, изменяя состав микробиоты кишечника. Однако, как конкретные компоненты диеты взаимодействуют с микробиотой кишечника, влияя на CDI, неизвестно. Нет информации о том, какие конкретные диетические факторы влияют на микробиоту кишечника с точки зрения ее состава и метаболизма.
В данном исследовании изучалось, как конкретные диетические компоненты взаимодействуют с микробиотой кишечника и как это взаимодействие может изменить тяжесть CDI. Исследование проводилось на специфических безпатогенных самках мышей 5-недельного возраста. Образцы фекалий были собраны у отдельных мышей после курса цефоперазонfм и непосредственно перед инфекцией для анализа состава микробиоты кишечника и количественного определения уровня АК в фекалиях.
Рацион этих животных был модифицирован двумя основными источниками белка - соей (SD) и казеином (PD). Мыши, получавшие антибиотики, были разделены на две группы - те, которых кормили обычной натуральной диетой (RD), и те, которых кормили очищенной диетой (PD). Затем исследователи сравнили метаболиты в кишечнике мышей, питавшихся RD и PD. Далее была проанализирована микробиота кишечника в ответ на RD и SD. Были также изучены гены 16S рРНК в фекальной микробиоте мышей. Исследователи использовали полногеномное секвенирование для обнаружения протеазы клеточной оболочки (CEP) в выделенных Lactobacillus murinus. После этого были созданы штаммы L. murinus с дефицитом prtP (Lm prtP). Затем исследователи проверили, могут ли Lm prtP расти в модифицированной минимальной среде, а именно в соевой.
Было установлено, что рацион питания хозяина влияет на восприимчивость к CDI, поскольку RD усугубляет последствия CDI, способствуя росту C. difficile в желудочно-кишечном тракте. Питание соевым белком повышает уровень АК в кишечнике и способствует размножению C. difficile. По данным анализа, метаболиты фекалий существенно различались у мышей, получавших RD или PD. Между мышами, которых кормили RD, и мышами, которых кормили PD, наблюдалась значительная разница в уровнях большинства АК и их производных в фекалиях двух групп.
Росту C difficile способствовали диеты с соевым белком, повышая концентрацию аминокислот в кишечном тракте. Соевый белок стимулирует рост видов Lactobacillus, которые производят АК. Согласно анализу 16S рРНК гена фекальной микробиоты мышей, род Lactobacillus был значительно более распространен у мышей, получавших антибиотики и питавшихся RD и SD. Соевый белок предпочтительнее казеина для L. murinus, чтобы повысить уровень АК. Протеиназа клеточной оболочки PrtP является критическим ферментом L murinus, который увеличивает уровень АК и способствует росту C. difficile. АК обеспечиваются L murinus в зависимости от PrtP и играют важную роль в стимулировании роста C. difficile.
В совокупности полученные данные свидетельствуют о том, что диетический соевый белок способствует росту Lactobacillus и повышает уровень АК в кишечнике во время дисбактериоза, вызванного антибиотиками, что позволяет C. difficile колонизировать и расти. Также было обнаружено, что в присутствии соевого белка L. murinus росли и производили больше АК, чем в присутствии казеина. Кроме того, внеклеточная протеаза клеточной стенки PrtP способствовала повышению уровня АК. L. murinus, выделенный из мышиных фекалий, продуцирует АК, используя соевый белок, а не казеин.
Таким образом, взаимодействие между диетой и микробиотой кишечника может влиять на восприимчивость к CDI. Например, диета с высоким содержанием белка или терапия бактериями, ферментирующими АК, после лечения антибиотиками может эффективно снизить уровень АК в кишечнике и предотвратить CDI. Учитывая, что диета и микробиота кишечника взаимодействуют в контроле роста C. difficile, данное исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что специфическая микробиота кишечника и метаболиты, производимые микроорганизмами, влияют на восприимчивость хозяина к инфекциям, вызываемым энтеральными патогенами.
