В ходе масштабного исследования одна группа бактерий, получившая название CAG—170, неоднократно обнаруживалась в большом количестве в микробиомах кишечника здоровых людей.
CAG-170 — это группа кишечных бактерий, известных только по их генетическим отпечаткам - ученым так и не удалось культивировать большинство из них в лаборатории. Исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета, опубликовано в журнале Cell Host & Microbe. Используя различные вычислительные подходы, авторы генетически изучили CAG-170 в образцах кишечного микробиома, взятых у более чем 11 000 человек в 39 странах. Они обнаружили, что уровень CAG-170 у здоровых людей был стабильно выше, чем у людей с такими заболеваниями, как воспалительные заболевания кишечника, ожирение и синдром хронической усталости.
Дальнейший анализ CAG-170 показал, что эти бактерии обладают способностью вырабатывать большое количество витамина В12 и ферментов, которые расщепляют широкий спектр углеводов, сахаров и волокон в нашем кишечнике. Исследователи полагают, что, скорее всего, витамин В12 необходим для жизнедеятельности других видов кишечных бактерий, но не людей, в кишечнике которых он вырабатывается. Полученные результаты означают, что CAG-170 в будущем может быть использован в качестве индикатора здоровья нашего кишечного микробиома. Эти данные также открывают возможности для разработки новых пробиотиков, специально разработанных для поддержания здорового уровня CAG‑170 в кишечнике.
"Наша работа показала, что бактерии CAG-170 — часть "скрытого микробиома" — играют ключевую роль в здоровье человека, вероятно, помогая нам усваивать основные компоненты из наших продуктов питания и поддержания нормального функционирования всего микробиома", - рассказал руководитель исследования Александр Алмейда. Он добавил: "Мы изучили микрофлору кишечника тысяч людей в 39 странах и выявили 13 различных заболеваний, включая болезнь Крона и ожирение. Мы постоянно обнаруживали, что у людей с этими заболеваниями уровень бактерий CAG-170 в кишечнике был ниже".
Исследование основано на предыдущей работе Алмейды по созданию всеобъемлющего справочного каталога всех геномов микробиома кишечника человека, который называется "Единый каталог геномов желудочно-кишечного тракта человека", который был создан на основе данных метагеномики - единовременного анализа геномов всех микробов в кишечнике, а затем разделение их на геномы отдельных видов. В результате было обнаружено более 4600 видов бактерий, в том числе более 3000, которые ранее не встречались в кишечнике, что указывает на масштабы "скрытого микробиома", ожидающего своего изучения. В каталоге были представлены "эталонные геномы" для каждого вида, включая CAG-170: они подобны отпечаткам пальцев, которые исследователи теперь могут искать в других образцах кишечного микробиома.
"Наша предыдущая работа показала, что около двух третей видов микробиома нашего кишечника ранее были неизвестны. Никто не знал, что они там делают, и теперь мы обнаружили, что некоторые из них являются фундаментальным и недооцененным компонентом здоровья человека", - сказал Алмейда.
Исследователи изучили более 11 000 образцов кишечных бактерий человека, взятых у людей в 39 странах — в основном в Европе, Северной Америке и Азии. Они были получены от здоровых людей и людей с 13 различными заболеваниями, включая болезнь Крона, колоректальный рак, болезнь Паркинсона и рассеянный склероз. Сравнивая каждый образец с "Единым каталогом геномов желудочно-кишечного тракта человека", авторы обнаружили, что бактерии CAG—170 являются частью "скрытого микробиома", наиболее тесно ассоциированного со здоровьем, и это было характерно для участников исследования из всех стран. Далее авторы провели компьютерный анализ полного состава кишечного микробиома у более чем 6000 здоровых людей, чтобы выяснить, какие виды обладают наибольшим потенциалом для поддержания экосистемы кишечника. Из всех бактерий "скрытого микробиома" CAG-170 снова наиболее устойчиво ассоциировался со здоровьем. Также была проведена количественная оценка CAG-170, присутствующих в кишечном микробиоме людей с дисбактериозом, что показало, что более низкие уровни CAG-170 в кишечнике связаны с более высокой вероятностью возникновения дисбаланса в кишечнике. Дисбактериоз ассоциируется со многими хроническими заболеваниями, включая синдром раздраженного кишечника, ревматоидный артрит и депрессию.
Миллиарды бактерий, составляющих микробиом нашего кишечника, представляют около 4600 различных видов. Состав бактерий у всех нас разный, но функция одна и та же: поддерживать нормальную работу нашего организма. Ученые надеются, что, узнав больше о том, как выглядит здоровый кишечный микробиом, они смогут увидеть, как он меняется у людей с определенными заболеваниями, и попытаться скорректировать его, используя подходы, включающие специальные пробиотики. Новое исследование является важным шагом на пути к тому, чтобы это стало реальностью.
"Индустрия пробиотиков на самом деле не идет в ногу с исследованиями микробиома кишечника — люди все еще используют те же виды пробиотиков, которые использовались десятилетия назад. Сейчас мы открываем новые группы бактерий, такие как CAG-170, которые имеют важное значение для нашего здоровья, и пробиотики, направленные на их поддержку, могут принести гораздо большую пользу для здоровья", - считает Алмейда. До сих пор ученые, изучающие микробиом кишечника, сосредоточивали свое внимание на содержащихся в нем бактериях, которые можно культивировать и, следовательно, изучать в лаборатории. Большинство кишечных бактерий группы CAG-170 не относятся к этой категории, поэтому ученым необходимо будет найти способы их культивирования и тестирования, чтобы использовать полученные результаты в новых потенциальных терапевтических целях.
