Новости

Aug 07, 2023

Обычные продукты изменяют кишечные бактерии, воздействуя на вирусы

Группа исследователей продвинула представление о еде как о лекарстве на один шаг

Группа исследователей еще на шаг приблизила представление о еде как о лекарстве. Они определили некоторые распространенные продукты питания, которые изменяют наш микробиом.

В современной науке пищевые продукты и кишечные бактерии — это две темы, которые гарантированно вызовут интерес и споры. Оба, конечно, взаимосвязаны, и новое исследование фокусируется на некоторых тонкостях этой взаимосвязи.

Отсутствие здоровой популяции кишечных бактерий ставит под угрозу наше здоровье; то же самое происходит, когда мы не придерживаемся здоровой диеты. Однако ученые не совсем понимают точное влияние определенных продуктов на кишечные бактерии.

Этот пробел в знаниях частично объясняется невероятной сложностью микробиома. Одним из факторов, который мутит воду, являются бактериофаги, или для краткости фаги.

Фаги — это вирусы, которые атакуют только бактерии. В кишечнике эти вирусы превосходят по численности головокружительно многочисленные кишечные бактерии.

Каждый фаг атакует только определенный тип бактерий, а это означает, что он может влиять на уровень кишечных бактерий. Фагам для жизни необходимы бактерии, поэтому, если бактерии отсутствуют, фаги не могут выжить.

Это означает, что любые продукты, влияющие на фаги, могут влиять на кишечные бактерии, и наоборот. Например, если популяция одного типа фагов увеличивается, количество потребляемых ими бактерий сокращается, потенциально освобождая место для размножения других видов бактерий.

Таким образом, вирусы могут влиять на общий микробиом — сокращая один вид, они предоставляют место для заполнения другими видами.

Большинство фагов в кишечнике присутствуют в спящей форме — их ДНК интегрирована в геном бактерий. В такой форме их называют профагами.

Ученые определили определенные соединения, которые заставляют профаги возвращаться в их активную форму. Когда это происходит, сотни новых фагов вырываются из бактериальной клетки, убивая хозяина и атакуя другие бактерии; эти соединения включают соевый соус, никотин и некоторые антибиотики, такие как ципрофлоксацин. На сегодняшний день список соединений, способствующих развитию фага, относительно невелик.

Очень важно выяснить, какие химические вещества поддерживают активность фагов. Поскольку фаги атакуют и убивают бактерии, если мы поймем, как ими манипулировать, они смогут работать как мощные природные антибиотики.

Недавнее исследование было направлено на расширение списка соединений, индуцирующих фаговую активность. Ученые из Государственного университета Сан-Диего, Калифорния, опубликовали свои выводы в журнале Gut Microbes. Они надеются, что их результаты откроют «возможность использования диеты для целенаправленного изменения микробиома кишечника человека посредством индукции профагов».

«На самом деле мы могли бы справиться с определенными заболеваниями, корректируя потребляемые нами продукты, что повлияет на микробное разнообразие, что, в свою очередь, повлияет на здоровье и болезни».

Научный сотрудник Лэнс Болинг

Для исследования исследователи выбрали широкий спектр соединений, которые могут влиять на активность фагов. Они выбрали ряд бактерий из двух типов, распространенных в кишечнике: Bacteroidetes и Firmicutes. Среди них были как полезные, так и патогенные штаммы бактерий.

Из 117 пищевых соединений они сузили поиск до 28. Исследователи наблюдали рост бактерий в присутствии каждого конкретного соединения; они также наблюдали его рост без соединения в качестве контроля. Затем они применили проточную цитометрию — процесс, достаточно чувствительный для обнаружения невообразимо маленьких вирусных частиц.

Из 28 кандидатов 11 соединений продуцировали уровни вирусных частиц с большей скоростью, чем контрольные, что означает, что они влияли на активность фага.

Некоторые из наиболее значительных фаговых повышений происходили в присутствии гвоздики, прополиса (соединения, вырабатываемого пчелами), обыкновенной урсы (также известной как кинникиник или толокнянка) и аспартама.

Самым мощным индуктором профагов была стевия, заменитель сахара растительного происхождения. У некоторых видов бактериальных штаммов стевия увеличивала количество вирусных частиц более чем на 400%.