Регулюючи дієту нашої мікрофлори, можна подіяти на найраніші етапи розвитку хвороби.
Схема метаболічних шляхів мікрофлори ротової порожнини людини при пародонтиті (джерело DOI: 10,1128 / mBio.01012-14)
<
>
Кожен дорослий здоровий чоловік носить у собі і на собі близько двох кілограмів мікроорганізмів. Так що, встаючи на ваги, можна сміливо віднімати двійку від своєї ваги. Але не варто, дізнавшись про це, тут же кидатися приймати ванну з антибактеріальних засобів, адже без нормально працюючої мікрофлори нам просто не вижити.
«Не можна жити в суспільстві і бути вільним від нього», - говорив В.І. Ленін. Перефразовуючи, можна сказати: не можна жити серед мікробів і бути вільними від них. Залишається тільки вивчати і вчитися правильно взаємодіяти зі своєю мікрофлорою. У людському тілі приблизно 37,2 трильйона клітин. Згідно з результатами програми «мікробом людини», в людському тілі міститься приблизно 10 тисяч видів мікробів з 8 мільйонами генів в цілому (тоді як розмір людського генома - приблизно 25 тисяч генів). Було б дивно припустити, що все це різноманіття ніяк на нас не впливає. Впливає, і ще як! Наші «домашні» мікроорганізми допомагають нам боротися з іншими, патогенними бактеріями і вірусами, допомагають перетравлювати їжу і підтримувати обмін речовин в здоровому стані. Якщо з мікрофлорою щось не так, ми ризикуємо отримати цілий спектр хвороб. Але вірно і зворотне: якщо першими хворіємо ми, наша хвороба повинна позначитися і на мікроби. Марвін Уайтлі, директор Центру інфекційних захворювань Університету штату Техас, разом з колегами вирішив з'ясувати, як бактерії-симбіонти взаємодіють в здоровому організмі і під час хвороби. Результати досліджень були опубліковані в журналі mBio .
Як було сказано, бактерій в нас живе багато, і, відповідно, кількість даних щодо їх поведінки в нашому організмі дуже і дуже велике. Щоб проаналізувати величезний обсяг даних, вчені вдалися до допомоги суперкомп'ютерів LoneStar і Stampede. Як «модельної» хвороби взяли пародонтит, досить поширене захворювання, при якому склад мікрофлори залишається таким же, як у здорових людей, проте метаболізм мікробів змінюється. «Головне, що змінюється у бактерій в зв'язку з захворюванням організму-господаря, це метаболізм. Наприклад, харчуються фруктозою в здоровому стані, під час хвороби людини-господаря можуть переключитися на інший вид цукрів », - каже професор Уайтлі. Всього було ідентифіковано 60 видів бактерій ротової порожнини з 160 тис. Генів. Щоб оцінити рівень активності тих чи інших генів, вчені проаналізували 1.5 мільярда послідовностей РНК, синтезованих на них для білкового синтезу.
На підставі отриманих даних побудували карту обміну речовин ротової мікрофлори (див. Малюнок). На перший погляд вона нагадує схему громадського транспорту великого міста, на самій же справі тут показані метаболічні шляхи різних мікроорганізмів. Червоними лініями показані ті процеси, гени яких активуються під час хвороби, синіми - ті, чия активність вище в здоровому стані, ну а чорними - ті, що активні в будь-якому випадку.
«Використовуючи дані про метаболізм, ви легко можете маніпулювати популяціями бактерій, регулюючи їх раціон. Наша лабораторія збирається багато працювати в цьому напрямку », - розповів професор Уайтлі. За його словами, подібні дослідження може допомогти у виявленні біомаркерів (зокрема, тут можуть стати в нагоді відомості про матричних РНК, в яких закодована первинна структура білків), а біомаркери, в свою чергу, можуть вказати на патологічний стан ще до появи виражених симптомів. Аналогічним способом можна проводити ранню діагностику і терапію хвороби Крона і діабету.
Дослідження метаболома - сукупності всіх проміжних продуктів обміну речовин в клітинах, тканинах і органах - одне з найбільш перспективних і пріоритетних напрямків в сучасній біології. Зміна біохімічних процесів в клітинах при патології можна помітити раніше, ніж це можна зробити за допомогою методів, націлених на виявлення генетичних мутацій, і вже звичайно раніше, ніж з'являться видимі клінічні симптоми хвороби.
