Неожиданные результаты заставляют ученых переосмыслить пробиотики

Потребление коммерческих пробиотиков может иметь негативные последствия в некоторых случаях.

Источник: CLIPAREA l Custom media / Shutterstock

В последние месяцы появились удивительные доказательства того, что коммерчески доступные пробиотики, содержащие «полезные бактерии для вашего кишечного микробиома», не могут быть панацеей, в которую многие из нас поверили.

Исследование, проведенное в июне 2018 года «Туманность мозга, газы и вздутие живота: связь между SIBO, пробиотиками и метаболическим ацидозом», показало, что у некоторых людей (по причинам, которые не до конца понятны) использование пробиотиков приводит к более высокой распространенности «тонкой кишечной бактерии». чрезмерный рост »(SIBO) и« D-молочнокислый ацидоз », что коррелировало с чрезмерным вздутием живота и туманностью головного мозга. (Подробнее см. «В мозговом тумане? Пробиотики могут быть виновником».)

• Эволюция мозга приматов: больше ли лучше?
• Хит-документальный фильм раскрывает прошлые неудачи психиатрии
• Обоснуйте свою личность
• Не надейтесь.
• Изобразительное искусство резки углов

Теперь, новое исследование на животных, опубликованное онлайн 31 августа, сообщает, что мыши, которые потребляли коммерческий пробиотик, предназначенный для потребления человеком, испытывали более серьезные инфекции, связанные с кишечным паразитом Cryptosporidium parvum . Эта статья «Пробиотический продукт повышает восприимчивость мышей к криптоспоридиозу» была опубликована в журнале « Прикладная и экологическая микробиология» .

Криптоспоридиоз был связан с около 48 000 смертей во всем мире в 2016 году и привел к потере более 4,2 миллиона лет жизни с поправкой на инвалидность, согласно мета-анализу, финансируемому Фондом Билла и Мелинды Гейтс и опубликованному в журнале The Lancet: Global Health . В настоящее время нет конкретных лекарств или вакцин, которые бы эффективно лечили или предотвращали криптоспоридиоз. Авторы этого анализа делают вывод: «Мероприятия, предназначенные для предотвращения и эффективного лечения инфекции у детей младше пяти лет, будут иметь огромное влияние на общественное здравоохранение и социальное развитие».

• Humanzee, Chimphuman … или этическая мерзость?
• Сильный мужской сексуальный проступок
• Что делать, если мы сделали Humanzee? (Или шимпанзе?)
• Исследование генома нашло сочувствие противоположным в аутизме против психоза
• Почему мы употребляем негативные новости

Микрофотография, показывающая криптоспоридиоз. Криптоспоридиум – это маленькие круглые тела в апикальных вакуолях на поверхности эпителия.

Источник: Википедия / Creative Commons

Что особенно примечательно в последнем исследовании потенциальной реакции на использование пробиотиков, так это то, что, когда Бруно Оливейра и Джованни Видмер из Университета Тафтса разработали свое исследование, они ожидали, что влияние пробиотиков и так называемых «хороших бактерий» на микрофлору сделает кишечник мыши более устойчив к инфекции. Но, противоположный результат произошел. В среднем Оливейра и Видмер неожиданно обнаружили, что у мышей, подвергшихся воздействию криптоспоридиума и получавших пробиотики, развивались более тяжелые кишечные инфекции. С другой стороны, контрольная группа мышей, подвергшихся воздействию того же кишечного паразита, который не потреблял пробиотики, страдала от менее серьезных инфекций.

Для этого эксперимента нативная кишечная микробиота мышей была истощена пероральным введением антибиотика. Люди и мыши более уязвимы для кишечных инфекций после приема антибиотиков. Так же, как врачи часто рекомендуют пробиотики для перезагрузки «хороших бактерий» в кишечнике после приема антибиотиков, мышам, получавшим антибиотики, давали пробиотик, предназначенный для потребления человеком, разведенный в их питьевой воде.

Несмотря на результаты, которые противоречили их первоначальной гипотезе исследования, результаты этого исследования дают уникальное доказательство того, что возможно разработать более тонко настроенные пробиотики, которые могли бы смягчить криптоспоридиоз. До этого исследования было неизвестно, могут ли пробиотики в рационе влиять на рост Cryptosporidium в кишечнике.

«Теперь цель состоит в том, чтобы найти механистическую связь между микрофлорой и пролиферацией криптоспоридиума и в конечном итоге разработать простую пищевую добавку, которая поможет организму бороться с инфекцией», – старший автор Джованни Видмер, профессор инфекционных заболеваний и глобального здравоохранения в Каммингсе Школа ветеринарной медицины при Университете Тафтса, говорится в сообщении. «Выявление специфических механизмов, которые изменяют вирулентность патогенных микроорганизмов в ответ на диету, может позволить разработать простые пре- или пробиотики, способные модифицировать состав микробиоты для снижения тяжести криптоспоридиоза».

Оливейра и Видмер подводят итог важности их результатов: «Результаты показывают, что Cryptosporidium parvum реагирует на изменения в микроокружении кишечника, вызванные пищевой добавкой. Этот результат прокладывает путь для исследований, чтобы определить пищевые вмешательства, направленные на ограничение воздействия криптоспоридиоза ».

Помимо пробиотиков: генная инженерия может привести к синтетическому микробиому

В кишечнике человека более тысячи различных штаммов бактерий. Ученые только начинают понимать, как различные колонии кишечного микробиома общаются друг с другом. Тем не менее, новаторское исследование Гарвардского консорциума, в состав которого входят ученые из Института Вайсса при Гарвардском университете, Гарвардской медицинской школы и Бригама и женской больницы, работают над созданием «синтетического микробиома».

В мышиной модели эта генетическая система передачи сигнала показала способность отправлять и получать сигналы об общей плотности бактериальной колонии кишечника и регулировать экспрессию специфических генов в колониях микробиомов. Эти потенциально революционные результаты были опубликованы 20 августа в статье «Чувство кворума может быть использовано для содействия передаче информации между бактериями в кишечнике млекопитающих».

Авторы обобщают основные выводы этого исследования в реферате исследования: «Микробиом кишечника тесно связан с установлением и поддержанием здоровья хозяина. Инженерия кишечных микробов направлена ​​на добавление новых функций и расширение сферы контроля над кишечным микробиомом. Для создания систем, которые могут выполнять все более сложные задачи в кишечнике, необходимо использовать способность бактерий взаимодействовать в кишечной среде. Это исследование дает основу для дальнейшего понимания межбактериальных взаимодействий в трудной для изучения среде ».

«В конечном счете, мы стремимся создать синтетический микробиом с полностью или в основном сконструированными видами бактерий в нашем кишечнике, каждый из которых имеет специализированную функцию (например, обнаружение и лечение болезни, создание полезных молекул, улучшение пищеварения и т. Д.), Но также взаимодействует с другие должны гарантировать, что все они сбалансированы для оптимального здоровья человека », – говорится в заявлении соответствующего автора Памелы Сильвер. Сильвер является одним из основателей кафедры системной биологии Гарвардской медицинской школы и главным исследователем в Серебряной лаборатории.

В заключение директор-основатель Института биологического вдохновения Wyss при Гарвардском университете Дональд Ингбер рассказал о работе своей команды и о важности передовых исследований, касающихся кишечных бактерий: «Микробиом – это следующий рубеж как в медицине, так и в здравоохранении. , Разработка новых технологий для конструирования кишечных микробов в лучшую сторону, а также понимание того, что они функционируют как часть сложного сообщества, как это было сделано здесь, представляет собой важный шаг вперед в этом направлении ».

Рекомендации

Бруно С.М. Оливейра и Джованни Видмер. «Пробиотический продукт повышает чувствительность мышей к криптоспоридиозу». Прикладная и экологическая микробиология (впервые опубликовано в сети: 31 августа 2018 г.) DOI: 10.1128 / AEM.01408-18

Сухьюн Ким, С. Джордан Кернс, Марика Цизак, Линн Брай, Георг К. Гербер, Джеффри С. Уэй, Памела А. Сильвер. «Определение кворума может быть использовано для содействия передаче информации между бактериями в кишечнике млекопитающих». Синтетическая биология ACS (впервые опубликована в сети: 20 августа 2018 г.) DOI: 10.1021 / acssynbio.8b00271

Сатиш С.К. Рао, Абдул Рехман, Зигфрид Ю, Николь Мартинес де Андино. «Туманность мозга, газы и вздутие живота: связь между SIBO, пробиотиками и метаболическим ацидозом». Клиническая и трансляционная гастроэнтерология (впервые опубликовано: 19 июня 2018 г.) DOI: 10.1038 / s41424-018-0030-7