Исследователи выяснили, как кишечные бактерии общаются с организмом

В новом исследовании, опубликованном в журнале Journal of Extracellular Vesicles, ученые из Франкфуртского университета им. Гете (Goethe University Frankfurt am Main) обнаружили, как устанавливается связь между микробиомом кишечника и организмом.

Актуальность исследования

Бактерии в кишечнике упаковывают широкий спектр своих биомолекул в маленькие капсулы. Капсулы транспортируются через кровоток к различным органам и даже поглощаются и обрабатываются нервными клетками головного мозга. В организме человека бактерии находятся в большом количестве. По некоторым оценкам, на каждую клетку человека приходится 1.3 бактериальных клеток. Соответственно, комменсальные бактерии превосходят по своему генетическому разнообразию организм человека. В микробиоме кишечника содержится в 150 раз больше генов, чем в организме в целом.

 Результаты научной работы

Продукты метаболизма кишечных бактерий по-разному влияют на организм человека: например, они тренируют иммунные клетки и способствуют их созреванию, контролируют метаболические процессы в организме и частоту появления новых клеток слизистой оболочки кишечника. Весьма вероятно, что изменения в составе микробиома способствуют развитию и течению заболеваний, например, неврологических расстройств или рака. Бактериальные метаболиты действуют на клетки слизистой оболочки кишечника путем прямого контакта. Однако, как бактериальные метаболиты попадают в периферические органы, такие как печень, почки или мозг, до сих пор еще не было выяснено. Предполагалось, что небольшие капсулы (мембранные везикулы), высвобождаемые бактериями в окружающую среду во время нормального роста или в качестве реакции на стресс и заполненные бактериальными липидами, белками или также наследственными молекулами РНК, были средством транспорта.

Исследователи колонизировали кишечник мышей бактериями E. coli, которые продуцировали определенный тип генных ножниц (Cre), и выпустили их в окружающую среду через везикулы. Клетки мышей содержали ген красного флуоресцентного белка, который мог быть активирован ножницами для гена Cre (система Cre/LoxP).

Результаты показывают, что при последующем исследовании ткани мыши бактериальные везикулы были абсорбированы отдельными клетками кишечника, печени, селезенки, сердца и почек, а также иммунными клетками. Следовательно, функциональный Cre, содержащийся в везикулах, может проникать в клетки и приводить к экспрессии красного флуоресцентного белка. Даже отдельные нервные клетки в мозгу светились красным. Ученые обнаружили, что везикулы бактерий также могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и таким образом проникать в мозг, который в остальном более или менее герметично закрыт. Результаты исследования показывают, что биоактивные бактериальные вещества поглощались стволовыми клетками.

Практическая значимость работы

Бактериальные везикулы чрезвычайно интересны как новый метод доставки лекарственных веществ или в качестве биомаркеров, указывающих на патологическое изменение микробиома.

Авторы другого исследования утверждают, что социальный статус может зависеть от микробиома кишечника.

Перед применением советов и рекомендаций, изложенных на сайте «Medical Insider», обязательно проконсультируйтесь с врачом!

  telegram    

Учредитель сетевого издания (Medical Insider), главный редактор, автор статей.

Врач ультразвуковой диагностики в СЗЦДМ, г. Санкт-Петербург

E-mail для связи - info@medicalinsider.ru