Наш кишечник кишит бактериофагами — разновидностью вируса, который инфицирует бактерии. Бактериофаги играют жизненно важную роль в регуляции кишечных бактерий, которые, в свою очередь, оказывают воздействие на наше здоровье. На сегодняшний день ученые собрали самую полную базу данных бактериофагов кишечника человека. В ближайшие годы база данных кишечных фагов поможет пролить свет на вклад бактериофагов в здоровье человека.
Сообщество бактерий, вирусов и других микроорганизмов, обитающих в кишечнике человека, известно как кишечная микробиота. Ученые знают, что кишечная микрофлора тесно связана со здоровьем и болезнями. Кишечная микробиота оказывает влияние на обмен веществ, иммунную и нервную системы. В некоторых случаях они играют роль в широком спектре заболеваний и состояний, включая недоедание, болезни сердца, ожирение и рассеянный склероз.
Ученые гораздо меньше знают о кишечных бактериофагах, являющихся вирусами, которые охотятся на эти бактерии. Помимо регулирования численности популяций различных видов бактерий в кишечнике, бактериофаги управляют эволюционными изменениями бактерий, передавая гены между видами. Однако разнообразие вирусов, живущих в кишечнике человека, их распространенность и влияние на здоровье человека остаются в значительной степени неизвестными.
Материалы и методы исследования
Чтобы закрыть этот пробел, ученые из Великобритании создали самую полную коллекцию геномов кишечных фагов человека в мире. Они идентифицировали и классифицировали вирусную ДНК в 28 060 «метагеномах» кишечника человека, которые представляют собой коллективные генетические последовательности целых сообществ организмов, живущих внутри отдельных особей. Метагеномы пришли со всего мира. Ученые также проанализировали геномы 2898 различных штаммов изолированных и культивированных кишечных бактерий человека.
Их база данных кишечных фагов в настоящее время содержит более 140 000 различных вирусных геномов, половина из которых ранее были неизвестны науке.
Большинство образцов, которые анализировали исследователи, были взяты у здоровых людей. Вирусы, идентифицированные командой, в основном используют ДНК в качестве своего генетического материала, в отличие от патогенов, таких как SARS-CoV-2 или Zika, которые используют РНК.
«Важно помнить, что не все вирусы вредны и представляют собой неотъемлемый компонент экосистемы кишечника», — говорит один из исследователей, доктор Александр Алмейда (Alexandre Almeida). «Интересно посмотреть, сколько неизвестных видов обитает в нашем кишечнике, и попытаться разгадать связь между ними и здоровьем человека».
Исследование опубликовано в научном журнале Cell.
Антимикробная терапия
Другие ученые смогут использовать новую базу данных для изучения того, как вирусы влияют на «кишечный микробиом» — коллективный геном всех микроорганизмов в кишечнике — и, следовательно, на здоровье человека. Например, это поможет разработать методы лечения на основе бактериофагов, которые нацелены на болезнетворные кишечные бактерии.
«Высококачественные вирусные геномы показывают, какую роль вирусы играют в нашем кишечном микробиоме, включая открытие новых методов лечения, таких как антимикробные препараты бактериофагового происхождения», — объясняет Луис Камарильо-Герреро (Luis Camarillo-Guerrero).
База данных — это еще один шаг к выявлению связи между микробиомом кишечника и образом жизни, возрастом и заболеваниями людей. Исследование, опубликованное в 2020 году, показало, что сообщества вирусов в кишечнике очень изменчивы и уникальны для каждого человека.
Авторы исследования пришли к выводу, что состав кишечных фагов также зависит от образа жизни. Ученые обнаружили, что фаги людей, живущих в городских районах, нацелены на бактериальный род, называемый Bacteroides. В отличие от этого, у людей в пригородных районах они предпочитают семейство бактерий, называемых Prevotellaceae. Исследование также показало, что в то время как большинство кишечных бактериофагов могут инфицировать только один вид бактерий, около 36% инфицируют множество различных видов. Это позволит им передавать бактериальные гены между отдаленно родственными видами в кишечнике человека, говорят авторы исследования. Это могло бы способствовать быстрому распространению эволюционных адаптаций через микробиом.
Авторы другого исследования заявляют, что бактериофаги помогут в лечении супермикробов.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
