В новом исследовании, проведенном учеными из Бригама и Женской больницы (Brigham and Women’s Hospital) и Института Висса (Wyss Institute), изучается воздействие бактериофага, вирусов, которые заражают и убивают бактерии. Результаты исследования показали, что бактериофаги могут оказывать каскадное воздействие на микробиом и изменять уровень метаболитов, что имеет значение для терапевтического использования. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell Host & Microbe.
Актуальность проблемы
Кишечный микробиом представляет собой сложную, взаимосвязанную экосистему различных видов микроорганизмов. И, как любая экосистема, некоторые микроорганизмы являются хищниками, а некоторые – добычей.
«Одним из основных интересов в моей лаборатории является понимание изменений в динамике микробиома кишечника. Бактериофаг является огромным компонентом микробиома, но еще мало изучен», – объясняет автор исследования Георг Гербер (Georg Gerber). «Некоторые ученые изучают фаговую терапию, используя фаг для уничтожения патогенных микроорганизмов, но фаг также естественным образом содержится в кишечнике, сосуществуя с остальной экосистемой. Мы хотели выяснить, что они там делают».
Материалы и методы обследования
Для решения этого вопроса ученые колонизировали кишечник мышей определенными видами бактерий человека, а затем добавила фаги, отслеживая рост каждого микроорганизма. Ученые применили высокопроизводительное секвенирование и вычислительный анализ. В дополнение к изучению воздействия на микроорганизмы, ученые также исследовали влияние на метаболом – химические вещества, которые могут поступать как от организма, так и от присутствующих бактерий.
Результаты научной работы
Ученые обнаружили, что фаг может оказывать глубокое влияние на динамику микробиома кишечника, не только непосредственно затрагивая некоторые виды, но и каскадно воздействуя на другие. Фаг может также воздействовать на организм человека, модулируя метаболиты, в том числе химические вещества, обнаруженные в головном мозге. Ученые обнаружили, что фаг вызвал истощение видов микроорганизмов, на которые они охотятся, как и ожидалось, но в то же время активно размножаются другие виды микроорганизмов. Ученые обнаружили, что, когда они модулировали микробиом с помощью фага, они могли видеть целевые изменения в метаболоме, включая изменения в уровнях нейротрансмиттеров и желчных кислот.
«Это открытие поднимает важные вопросы: можем ли мы использовать фаг для модуляции этих действий? Можно ли изменить уровни нейротрансмиттера при таких состояниях, как депрессия?», – объясняет Гербер. «Даже если они не используются в качестве прямого терапевтического средства, наше исследование предполагает, что фаг может быть хорошим инструментом для понимания потенциальных эффектов других терапевтических средств, которые изменяют микробиом».
«Мы надеемся, что наша работа послужит основой для будущих исследований, чтобы выяснить взаимодействие между фагом, микробиотой, здоровьем и болезнями человека», – резюмирует Гербер.
Авторы другого исследования утверждают, что кишечный микробиом эффективен в борьбе с сальмонеллезом.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
