Производители продуктов питания часто добавляют в них консерванты, чтобы сохранить их свежесть.
Цель добавления этих консервантов - уничтожить микробы, которые могут разрушить и испортить продукты. Обычные добавки, такие как сахар, соль, уксус и спирт, использовались в качестве консервантов на протяжении веков, но на современных этикетках продуктов можно найти и более непривычные ингредиенты, такие как бензоат натрия, пропионат кальция и сорбат калия.
Бактерии вырабатывают химические вещества, называемые бактериоцинами, чтобы уничтожить микробов-конкурентов. Эти химические вещества могут служить природными консервантами, уничтожая потенциально опасные патогены в продуктах питания. Лантипептиды, класс бактериоцинов с особенно сильными антимикробными свойствами, широко используются в пищевой промышленности и стали известны как "лантибиотики".
Однако, несмотря на их широкое применение, мало что известно о том, как эти лантибиотики влияют на микробиом кишечника людей, употребляющих их в пищу. Микробы в кишечнике живут в хрупком равновесии, и комменсальные бактерии обеспечивают важную пользу для организма, расщепляя питательные вещества, вырабатывая метаболиты и, что очень важно, защищая от патогенов. Если слишком много комменсалов без разбора уничтожается антимикробными консервантами, на их место могут прийти условно-патогенные бактерии и посеять хаос - результат не лучше, чем употребление контаминированной пищи.
В новом исследовании, опубликованном в журнале ACS Chemical Biology, ученые из Чикагского университета обнаружили, что один из наиболее распространенных классов лантибиотиков обладает мощным действием как против патогенных микроорганизмов, так и против бактерий, обеспечивающих наше здоровье.
Низин - популярный лантибиотик, используемый во всем: от пива и колбасы до сыра и соусов. Он вырабатывается бактериями, живущими в молочных железах коров, но микробы в кишечнике человека тоже производят подобные лантибиотики. Чженрун Чжан, научный сотрудник Университета Чикаго, задался целью изучить влияние таких лантибиотиков естественного происхождения на комменсальные бактерии кишечника. "Низин - это, по сути, антибиотик, который уже давно добавляют в пищу, но как он может повлиять на микробы нашего кишечника, изучено недостаточно", - сообщил Чжан. "Несмотря на то, что он может быть очень эффективным в предотвращении контаминации продуктов питания, он также может оказывать большее влияние на кишечные микроорганизмы человека".
Авторы изучили общедоступную базу данных геномов бактерий кишечника человека и выявили гены для производства шести различных лантибиотиков, получаемых из кишечника, которые очень похожи на низин, причем четыре из них были новыми. Затем они создали версии этих лантибиотиков, чтобы проверить их действие на патогенные и комменсальные бактерии кишечника. Исследователи обнаружили, что, хотя различные лантибиотики оказывают разное воздействие, они одинаково убивают как патогенные, так и комменсальные бактерии.
"Это исследование - одно из первых, которое показало, что комменсалы кишечника чувствительны к лантибиотикам, причем иногда даже более чувствительны, чем патогены", - рассказал Чжан. "При том уровне лантибиотиков, который в настоящее время присутствует в продуктах питания, вполне вероятно, что они могут влиять и на здоровье нашего кишечника".
Чжан и коллеги также изучили структуру пептидов в лантибиотиках, чтобы лучше понять их активность и научиться использовать их антимикробные свойства во благо. Например, в другом исследовании они показали, что консорциум из четырех микробов, включая один, который производит лантибиотики, помогает защитить мышей от инфекций, вызванных резистентным к антибиотикам Enterococcus. Они также изучают распространенность генов резистентности к лантибиотикам в различных популяциях людей, чтобы лучше понять, как такие бактерии могут колонизировать кишечник в различных условиях и при различных диетах.
"Похоже, что лантибиотики и бактерии, продуцирующие лантибиотики, не всегда полезны для здоровья, поэтому мы ищем способы противостоять их потенциально вредному влиянию, используя при этом их более полезные антимикробные свойства", - отметил Чжан.
