Микробы могут управлять вашим холестерином

В самых темных уголках мира, где свет не может блокировать непостижимую щедрость звезд, посмотрите вверх. Вселенная, освещающая вселенную, еще меньше, чем бактерий в мире, скрытых от глаз, целая вселенная внутри всего одной человеческой кишки, сообщает медицинский портал forumssity.ru.

Известны многие виды, такие как кишечная палочка , но многие другие, иногда называемые «микробной темной материей», остаются неуловимыми. «Мы знаем, что это там», сказал Дуг Кенни, доктор философии. Кандидат в Высшую школу искусств и наук, «из-за того, как это влияет на вещи вокруг него». Кенни является одним из первых авторов нового исследования Cell Host и Microbe, которое освещает немного этой микробной темной материи: разновидности кишечных бактерий, которые могут влиять на уровень холестерина у людей.

«Метаболизм холестерина этими микроорганизмами может играть важную роль в снижении концентраций холестерина в кишечнике и сыворотке крови, что напрямую влияет на здоровье человека», - говорит Эмили Балькус, профессор химии и химической биологии в Гарвардском университете и соавтор статьи с Рамником Ксавье , основной член Брод, со-директор Центра информатики и терапии в Массачусетском технологическом институте и исследователь в Массачусетской больнице общего профиля. Недавно обнаруженные бактерии могут однажды помочь людям управлять уровнем холестерина с помощью диеты, пробиотиков или новых методов лечения, основанных на отдельных микробиомах.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), в 2016 году более 12 процентов взрослых в США в возрасте 20 лет и старше имели высокий уровень холестерина, который является фактором риска для основной причины смерти страны: сердечно-сосудистых заболеваний. Только половина этой группы принимает лекарства, такие как статины, чтобы контролировать уровень холестерина; Хотя такие препараты являются ценным средством, они не работают для всех пациентов и, хотя и редко, могут иметь побочные эффекты.

«Мы не ищем серебряную пулю для решения сердечно-сосудистых заболеваний, - сказал Кенни, - но есть другой орган, микробиом, другая система, которая может регулировать уровень холестерина, о котором мы еще не думали».

Лагуна сточных вод свиньи

С конца 1800-х годов ученые знали, что что-то происходит с холестерином в кишечнике. На протяжении десятилетий работа постепенно приближалась к ответу. Одно исследование даже нашло свидетельство бактерий, потребляющих холестерин, живущих в лагуне сточных вод свиньи. Но эти микробы предпочитали жить в свиньях, а не в людях.

Предыдущие исследования похожи на досье на улики (одна лаборатория 1977 года даже изолировала контрольный микроб, но образцы были потеряны). Одним из важных признаков является копростанол, побочный продукт метаболизма холестерина в кишечнике. «Поскольку в микробе лагуны сточных вод свиньи также образуется копростанол, - сказал Балькус, - мы решили определить гены, ответственные за эту деятельность, надеясь, что мы найдем похожие гены в кишечнике человека».

Тем временем Дамиан Плихта, специалист по вычислительной технике в Институте Броуд и соавтор с Кенни, искал подсказки в наборах данных человека. По его словам, сотни видов бактерий, вирусов и грибков, которые живут в кишечнике человека, еще предстоит выделить и описать. Но так называемая метагеномика может помочь исследователям обойти шаг: вместо того, чтобы сначала найти вид бактерии, а затем выяснить, на что она способна, они могут проанализировать богатство генетического материала, обнаруженного в микробиомах человека, чтобы определить, какие возможности эти гены кодируют.

Плихта сопоставил массивные данные генома микробиома с образцами стула человека, чтобы определить, какие гены соответствуют высоким уровням копростанола. «Из этого огромного количества корреляций, - сказал он, - мы увеличили несколько потенциально интересных генов, которые мы могли бы затем отслеживать». Тем временем, после того, как Бальскус и Кенни секвенировали весь геном бактерии свиней, потребляющих холестерин, они добыли данные и обнаружили похожие гены: сигнал, что они приближаются.

Человеческая связь

Затем Кенни сузил их поиск дальше. В лаборатории он вставил каждый потенциальный ген в бактерии и проверил, какие ферменты превращают холестерин в копростанол. В конце концов он нашел лучшего кандидата, которого команда назвала геном кишечного стероидного метаболизма A (IsmA).

«Теперь мы можем сопоставить наличие или отсутствие потенциальных бактерий, содержащих эти ферменты, с уровнями холестерина в крови, полученными от одних и тех же людей», - сказал Ксавье. Используя наборы данных о микробиоме человека из Китая, Нидерландов и Соединенных Штатов, они обнаружили, что у людей, которые несут ген IsmA в своем микробиоме, было на 55-75 процентов меньше холестерина в их стуле, чем у тех, у кого его нет.

«Те, у кого есть эта активность фермента, в основном имеют более низкий уровень холестерина», - сказал Ксавье.

Открытие, сказал Ксавье, может привести к появлению новых терапевтических средств - таких как «биотический коктейль» или прямая доставка ферментов в кишечник - чтобы помочь людям управлять уровнем холестерина в крови. Но сначала нужно проделать большую работу: команда, возможно, определила ключевой фермент, но им все еще нужно изолировать ответственного микроба. Они должны доказать не только корреляцию, но и причину - что микроб и его фермент несут прямую ответственность за снижение уровня холестерина у людей. И они должны проанализировать, как копростанол, побочный продукт реакции, оказывает на здоровье человека.

«Это не значит, что завтра у нас будут ответы, но у нас есть план того, как это сделать», - сказал Ксавье.