Žingsnis efektyvesnio žarnyno ligų gydimo link: sudarė žarnyno mikrobų sąveikos žemėlapį

Mokslininkai dabar gali numatyti, kaip atskiros žarnyno bakterijos sąveikauja tarpusavyje – ir atskleisti, kokią įtaką jos daro mūsų sveikatai, rodo naujas tyrimas.

Trilijonai mikrobų ir virusų, gyvenančių organizmo viduje ir ant jo paviršiaus, bendrai vadinami mikrobioma. Didžiausia šių mikrobų koncentracija yra žarnyne. Įrodyta, kad kai kurie mikrobai atlieka naudingą vaidmenį organizme – pavyzdžiui, Lactobacillus rūšys gali padėti virškinti, tačiau kiti, pavyzdžiui, toksiškos Escherichia coli atmainos, gali sukelti ligas.

Daugelis mikrobų išgyvena vartodami maistines medžiagas, kurias pagamino kiti mikrobai, o kai ši sąveika sutrinka, gali sutrikti naudingų ir ligas sukeliančių mikrobų pusiausvyra, dėl to gali atsirasti tokių ligų kaip žarnyno uždegimas (angl. inflammatory bowel disease, IBD). Tačiau iki šiol buvo sunku nustatyti visas šias sudėtingas sąveikas.

Naujame tyrime, paskelbtame žurnale „Nature Communications“, mokslininkai nustatė, kaip konkretūs žarnyno mikrobai sąveikauja tarpusavyje ir sudaro nuo mitybos priklausomas bendruomenes. Gauti rezultatai gali padėti lengviau paveikti atskiras bakterijų rūšis arba jų medžiagų apykaitos šalutinius produktus ir taip potencialiai paskatinti kurti naujus gydymo būdus.

„Autoriai ėmėsi naujo ir sudėtingo mikrobiomos tyrimų aspekto neapsiribodami vien tik bakterijų aprašymu, bet sukurdami analitinę sistemą, leidžiančią kiekybiškai įvertinti mikrobų tarpusavio mitybos sąveiką“, – teigia tyrime nedalyvavęs Niukaslo universiteto (Jungtinė Karalystė) medicinos mokslo darbuotojas Christopheris Stewartas.

„Tai darydami jie patvirtino kai kurias žinomas asociacijas ir atrado naujas funkcines asociacijas, susijusias su daugeliu skirtingų ligų“, – sako jis.

Tyrėjai sukūrė kompiuterinį metodą, skirtą nustatyti ir įvertinti pagrindines „maitinimosi“ sąveikas (apsikeitimą maistinėmis medžiagomis) tarp žarnyno mikrobų. Buvo atsižvelgta į tokius veiksnius, kaip mikrobų, kurie vartoja arba gamina tam tikras maistines medžiagas, įvairovė ir bendras jų skaičius.

Tada jie išbandė šį metodą su duomenų rinkiniu, kuriame buvo sumodeliuota 955 rūšių žarnyno mikrobų – kurie buvo surinkti iš daugiau nei 1600 žmogaus išmatų mėginių ir kurių genomus buvo galima rekonstruoti – medžiagų apykaita. Mėginius pateikę 15 šalių dalyviai sirgo viena iš 11 ligų, su kuriomis yra susijusi žarnyno mikrobioma – pavyzdžiui, IBD, antrojo tipo diabetu ar storosios žarnos vėžiu – arba nesirgo nė viena iš šių ligų.

10 iš 11 ligų atveju komandai pavyko nustatyti konkrečias mikrobų sąveikas, kurios sergančiuose žmonėse buvo sutrikdytos. Šie sutrikimai atsirado dėl to, kad mikrobams trūko atitinkamų „maitinimosi“ partnerių. Pavyzdžiui, kai taikydami naująjį metodą autoriai ištyrė žmonių, sergančių Krono liga, kuri yra dažna IBD forma, išmatas, jie nustatė, kad ši liga išsiskiria tuo, kad trūksta bakterijų rūšių, kurios vartoja dujinį vandenilio sulfidą – pavyzdžiui, Roseburia intestinalis. Manoma, kad vandenilio sulfidas atlieka svarbų vaidmenį kontroliuojant žarnyno uždegimą.

Anksčiau buvo pažymėta, kad ryšys tarp vandenilio sulfido ir ligos labiau pastebimas sergant kita IBD rūšimi, vadinama opiniu kolitu – todėl gali būti netikėta, kad jis siejamas ir su Krono liga, teigia tyrime nedalyvavęs Jungtinės Karalystės Readingo universiteto maisto mikrobiologijos profesorius Glennas Gibsonas.

Straipsnyje tyrimo autoriai pripažino, kad naujasis metodas kol kas yra tik „konceptuali sistema“ ir kad norint patvirtinti šias mikrobų sąveikas, reikės papildomų eksperimentų beii nuodugnių analizių.

Nepaisant to, šis tyrimas yra „svarbus žingsnis“ siekiant panaudoti mikrobiomos genetinę medžiagą, kad būtų galima nustatyti konkrečių mikrobų mitybos sąveikas, sako C.Stewartas. Galiausiai tai galėtų padėti mums žengti žingsnį arčiau efektyvesnio gydymo, mano jis.

Parengta pagal „Live Science“.