Ремоделирование нездорового микробиома кишечника для борьбы с болезнями

Вы то, что вы едите – вплоть до микробиома, живущего в вашем кишечнике. Диета может влиять на то, какие микробы находятся в кишечном тракте, и исследования показали, что вредные изменения микробиома кишечника могут привести к таким заболеваниям, как болезни сердца, ожирение и рак. Сегодня ученые сообщат о разработке молекул, которые могут изменять или переделывать нездоровые микробиомы кишечника мышей в более здоровые. Когда-нибудь это исследование может быть применено к другим состояниям, связанным с диетой.

Исследователи представят свои результаты на Национальном собрании Американского химического общества (ACS) осенью 2019 года & Экспозиция.

"Микробиом кишечника содержит сотни различных видов бактерий, и именно там находится самая большая концентрация бактерий, живущих в нас," говорит М. Реза Гадири, Ph.D., руководитель исследования. "Если бы мы все ели здоровую диету, занимались спортом и не старели, у нас не было бы проблем с кишечным микробиомом и многими заболеваниями. Но все люди так не живут. Современные методы, направленные на улучшение состава микробиомов кишечника, включают пребиотики, пробиотики или лекарственную терапию. Наша цель состояла в том, чтобы использовать совершенно новый подход – реконструировать микробиом."

Ключом к исследованиям является класс молекул, называемых самособирающимися циклическими D, L-α-пептидами. Они были созданы в лаборатории Гадири изначально для уничтожения болезнетворных бактерий. Пептиды – это короткие цепочки аминокислот, связанных вместе; они строительные блоки белков. Пептиды Гадири не встречаются в природе и обладают высокоспецифическим режимом активности и селективностью в отношении различных видов бактерий.

"Наша гипотеза заключалась в том, что вместо того, чтобы убивать бактерии, если бы мы могли выборочно модулировать рост определенных видов бактерий в микробиоме кишечника с помощью наших пептидов, больше полезных бактерий могло бы расти, чтобы заполнить нишу, и кишечник был бы “ реконструирован ” в здоровый кишечник," Гадири объясняет. "Наша теория заключалась в том, что процесс предотвратит начало или прогрессирование определенных хронических заболеваний."

Чтобы проверить эту гипотезу, Гадири выбрал сердечно-сосудистые заболевания и использовал линию мышей, известных как мыши с нокаутом рецепторов ЛПНП. "Эти мыши были выведены таким образом, чтобы процветать на диете с низким содержанием жиров, но когда их кормят диетой с высоким содержанием насыщенных жиров – так называемой западной диеты, – у них развивается высокий уровень холестерина в плазме, особенно ЛПНП или «плохой» тип," Гадири объясняет. "В течение 10-12 недель в их артериях образуются бляшки, такие как у пациентов с атеросклерозом." Мыши с нокаутом рецепторов ЛПНП являются "Золотой стандарт" для проверки эффективности статинов, которые широко используются для снижения уровня холестерина.

Чтобы найти лучшие пептиды для тестирования на модели мышей, команда разработала массовый скрининговый анализ. Ученые вырастили репрезентативный микробиом мыши в лаборатории, а затем протестировали с ним различные пептиды. Затем Гадири выбрал два пептида, которые оказались наиболее эффективными для ремоделирования микробиома кишечника мыши до состояния, напоминающего микробиом кишечника мышей, соблюдающих диету с низким содержанием жиров.

Последующее исследование включало три группы мышей. Одна группа получала диету с низким содержанием жиров, другая группа получала западную диету, а третья группа получала западную диету плюс пероральные дозы одного или другого из двух пептидов. Из образцов фекалий исследователи секвенировали микробиом кишечника всех трех групп до и после приема препарата. Они также измерили уровни молекул, которые влияют на иммунную систему, воспаление и метаболизм, и исследовали артерии животных на предмет бляшек.

"У мышей, получавших западную диету с нашими пептидами, было снижение общего холестерина в плазме на 50%, и в артериях не было значительных бляшек по сравнению с мышами, получавшими западную диету и без пептидов," Гадири говорит. "Мы также наблюдали подавленные уровни молекул, которые увеличивают воспаление и восстанавливают баланс метаболитов, связанных с заболеванием. Эти мыши напоминали мышей, соблюдающих обезжиренную диету."

Механизмы, с помощью которых это происходит, скорее всего, включают гены, которые влияют на желчные кислоты, которые, в свою очередь, влияют на метаболизм холестерина, а также другие гены, влияющие на воспалительные процессы, такие как атеросклероз, говорит Гадири.

"Это первый раз, когда кто-то показал, что существуют молекулы, которые целенаправленно модифицируют микробиом кишечника и превращают нездоровый кишечник в более здоровый," он говорит. "Это открывает ясные терапевтические возможности. Мы можем упорядочить кишки людей и, в конечном итоге, разработать методы лечения."

MGODELOROS.RU