Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций. Долгожители — согласно классическому определению, те, кто преодолел порог в 90 лет — на протяжении всего своего существования менее восприимчивы к возрастным хроническим заболеваниям и с большей вероятностью благополучно переносят болезни.

Новое исследование ученых из Медицинской школы Университета Кэйо (Япония), Института Броуда при Массачусетском технологическом институте и Гарварда (США) показало, что люди, дожившие до 100 лет и старше, обладают уникальным микробиомом, который, видимо, и защищает их от определенных бактерий, в том числе устойчивых к лекарствам.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature.

Микробиом состоит из триллионов микроорганизмов, также называемых микробиотой или микробами, тысяч различных видов. К ним относятся не только бактерии, но и грибы, паразиты и вирусы. В теле здорового человека все они мирно сосуществуют, причем наибольшее количество содержится в тонком и толстом кишечнике. Микробиом важен для обеспечения бесперебойной повседневной работы организма.

Каждый человек обладает уникальной микробиотой, которая изначально определяется его ДНК. Впервые мы подвергаемся воздействию микроорганизмов во время естественного появления на свет и грудного кормления. С какими именно живыми организмами сталкивается ребенок, зависит исключительно от микробиома матери. Позже влияют уже окружающая среда и диета.

Большинство микробов в организме — симбиотические, а некоторые, в меньшем количестве, патогенные, то есть способствуют болезням. В здоровом организме без проблем сосуществуют патогенная и симбиотическая микробиота, но если баланс нарушается из-за инфекций, диеты или антибиотиков и других препаратов, уничтожающих бактерии, возникает дисбактериоз. В результате человек оказывается более восприимчивым к болезням.

Новое исследование японских и американских ученых раскрывает секрет долгожителей и предоставляет новые данные о том, что микрофлора кишечника значит для нашей способности бороться с болезнями. Они изучили микробы, обнаруженные в образцах фекалий более 300 жителей Японии, средний возраст которых составлял 107 лет.

Как оказалось, по сравнению с контрольными группами (в них вошли люди 85–89 лет и 21–55 лет), долгожители имеют более высокие уровни нескольких видов бактерий — производителей вторичных желчных кислот (дезоксихолевая и литохолевая, образуются путем дегидроксилирования по С-7 первичных кислот в желудочно-кишечном тракте). Считается, что такие молекулы защищают кишечник от патогенов и регулируют иммунные реакции организма.

Когда авторы работы изучили 68 бактерий из микробиома 100-летнего человека, около восьми смогли произвести антимикробное химическое вещество в нужных условиях. Потом провели опыт в лаборатории: они воздействовали на распространенные бактерии, вызывающие инфекции, вторичными желчными кислотами. Изоалло-литохолевая кислота (isoalloLCA), на которой сосредоточились исследователи, ингибировала распространение Clostridioides difficile — вида анаэробных спорообразующих грамположительных бактерий из семейства Peptostreptococcaceae класса Clostridia. Это главный возбудитель псевдомембранозного колита, возникающего, когда микрофлора кишечника уничтожена из-за антибиотиков. После того как мышей, инфицированных C. difficile, кормили пищей с добавлением isoalloLCA, инфекция подавлялась. Кислота также эффективно ингибировала рост множество других грамположительных патогенов и убивала их. Поэтому ученые предположили, что isoalloLCA помогает организму поддерживать баланс микробиоты кишечника в здорово состоянии.

«Уникальная когорта, международное сотрудничество, вычислительный анализ и экспериментальная микробиология — все это позволило выяснить, что микробиом кишечника служит ключом к здоровому старению, — отметили ученые. — Наша совместная работа показала, что будущие исследования микробных ферментов и метаболитов могут помочь определить отправные точки для лечения».

Теперь авторы работы планируют понять, как нужно воздействовать на желчные кислоты, чтобы лечить инфекции, вызванные антибиотикорезистентными бактериями. Конечно, у исследования было одно ограничение: нельзя узнать, могут ли молодые люди, участвовавшие в эксперименте, сами стать долгожителями, плюс результаты следует перепроверить не только на японцах. Кроме того, ученые оценили только один аспект старения, но не, например, повышенный риск развития рака и сердечно-сосудистых заболеваний.