Мы слышим всё больше разговоров о микробиоме и его колоссальном влиянии на организм. Создаются таблетки из фекальных масс человека, проводится пересадка кала, массово производятся про-, пре- и другие виды биотиков. А огромные инвестиции в стартапы отрасли отражают массовость спроса. В этой статье вместе с нутрициологом и владельцем израильской IT-платформы для врачей и нутрициологов Юлией Ходос и биохимиком, экспертом по продуктам питания, антиэйдж и радикальному продлению жизни Александром Ходосом мы разберём, что такое микробиом, и как исследования в этой области могут повлиять на нашу жизнь.

Немного истории

Интерес учёных к микроорганизмам начал зарождаться во времена Луи Пастера — химика, изобретателя вакцин и основателя микробиологии. Он выявил причину процесса брожения, а также, что кипячение напитков и еды помогает снизить количество заболеваний. Потом при помощи чашек Петри научились выращивать колонии бактерий. Сейчас — это не просто новое направление, а целая отрасль, привлекательная для инвестиций.

Сейчас же знания о микробиоме становятся всё более доступными. Так, эксперты и биохакеры не ограничиваются культурой питания и стараются исследовать свой организм глубже, на уровне микробиома. Что же это такое? Если кратко, то микробиом — сообщество микроорганизмов или совокупность генов микроорганизмов, населяющих все слизистые организма и кожу.

Откуда ждать помощи 

Когда микробиоте (все микроорганизмы, которые находятся в определённой области тела) чего-то не хватает, то на помощь приходят:

1. Пробиотики, пребиотики, метабиотики, аутопробиотики, постбиотики. Количество разновидностей -биотиков увеличивается — это либо добавки, содержащие живые микроорганизмы, которые могут помочь улучшить здоровье кишечника и общее самочувствие. Либо культивирование и размножение наших собственных микроорганизмов, идеально подходящих нам и не вызывающих побочных эффектов. Это и «еда» для нашей собственной микробиоты, и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, которые несут в себе сами функции, обеспечивающие процессы пищеварения, усвоения, формирования иммунитета, синтез необходимых веществ и т. д. 
2. Терапия на основе микробиома. Исследователи изучают возможность использования терапии на основе микробиома, такой как бактериофаги (вирусы, нацеленные точечно уничтожать определённые бактерии), лизаты бактерий (своего рода бактериальная вакцина и иммуномодуляция) и микробные метаболиты (соединения, продуцируемые микроорганизмами), для лечения ряда заболеваний.
3. Наборы для ДНК-тестирования микробиома (16-s секвенирование): эти наборы позволяют людям выявлять биоразнообразие микробиома, анализировать его и получать персональные рекомендации по улучшению своего здоровья на основе результатов. А также создавать индивидуальный вид вышеуказанных биотиков — аутопробиотики.
4. Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) — это процедура, при которой здоровые фекалии от донора пересаживаются в кишечник пациента с нездоровым микробиомом. Эта процедура показала себя многообещающей в лечении таких состояний, как инфекция Clostridium difficile (инфекция толстого кишечника) и воспалительное заболевание кишечника.
5. Продукты, благоприятные для микробиома: компании разрабатывают продукты, такие как средства по уходу за кожей, полостью рта и бытовые чистящие средства, которые предназначены для поддержания здорового микробиома за счёт отсутствия агрессивных химических веществ, способных нарушить баланс микроорганизмов на коже или в окружающей среде.  

Что такое пост-, про-, аутопробиотики и бактериофаги

Микроорганизмы выделяют продукты жизнедеятельности — метаболиты, они являются своего рода дополнительными ферментными и нейромедиаторными системами. Сейчас популярны такие добавки, как про-, пре- и метабиотики. Что же это такое?

Постбиотики и пробиотики

Постбиотики — это соединения, вырабатываемые бактериями в кишечнике. В отличие от пробиотиков, которые представляют собой живые бактерии, постбиотики неживые и могут быть легко очищены и стандартизированы для использования в качестве лекарств.

Аутопробиотики

При употреблении пробиотиков в моменте показатели даже улучшаются. Но употребление внешних бактерий не даёт гарантий, что они приживутся в непривычных, возможно недостаточно комфортных для них условиях. Что делать?

Учёными разработан аутопробиотик. В лабораторных условиях научились получать персональный пробиотик, который на 100% подходит именно вам и гарантированно приживётся. Идея аутопробиотиков заключается в том, что микробиом каждого человека индивидуален, и поэтому универсальный подход к добавкам пробиотиков не может быть эффективным для всех. Анализируя микробиом человека, учёные могут определить, какие штаммы бактерий отсутствуют или находятся в малом количестве, и создать персонализированную пробиотическую добавку, нацеленную на эти конкретные бактерии.

Например, было проведено исследование, опубликованное в журнале Nature, показавшее, что персонализированные пробиотики способны улучшить микробиом кишечника у людей с диабетом 2 типа. Они увеличили количество полезных бактерий в кишечнике и уменьшили количество вредных, что привело к улучшению контроля уровня сахара в крови и чувствительности к инсулину.

Хотя аутопробиотики кажутся многообещающими в качестве индивидуального подхода к пробиотическим добавкам, у этого подхода всё же есть некоторые ограничения: они дорогостоящие и трудоемкие. 

Бактериофаги

Бактериофаги — вирусы, которые могут помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.

Бактериофаги или просто фаги — это вирусы, поражающие бактерии. Впервые они были обнаружены в начале 20 века, но их потенциал в качестве терапевтического средства против бактериальных инфекций привлёк внимание лишь недавно. С появлением устойчивых к антибиотикам бактерий фаги стали перспективной альтернативой традиционным антибиотикам.

Они были изучены как потенциальный инструмент для сохранения продуктов питания путем воздействия на вредные бактерии, которые могут вызывать порчу или болезни пищевого происхождения. Этот подход известен как фаготерапия или биоконтроль.

Одним из наиболее значительных преимуществ фаговой терапии является её способность развиваться вместе с бактериями. По мере того, как бактерии развивают устойчивость к антибиотикам, фаги могут эволюционировать, чтобы преодолеть эту устойчивость. 

Тем не менее, есть ещё некоторые проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем фаговая терапия станет широкодоступным вариантом лечения. Одной из самых больших проблем является нормативный процесс утверждения фаготерапии. Поскольку фаги являются живыми организмами, на них распространяются другие правила, чем на традиционные лекарства, что может сделать процесс утверждения более сложным и трудоёмким.

Ещё одной проблемой является необходимость разработки фагов, которые могут воздействовать на определённые бактерии. В отличие от антибиотиков, которые можно производить в больших количествах и использовать для лечения широкого спектра бактериальных инфекций, фаги должны быть адаптированы к каждому отдельному пациенту и инфекции. Это означает, что разработка фаговой терапии может быть более дорогой и трудоёмкой, чем традиционные антибиотики.

Кто живёт во рту и «конкуренция» за кариес

Многие думают, что термин «микробиом» применяется только к кишечнику — на самом деле это не так. Полость рта, например, — одно из самых обжитых микроорганизмами мест. Во рту благоприятные условия для развития бактерий: равномерная влажность и температура, изобилие питательных веществ, наличие складок слизистой оболочки, межзубных промежутков и десневых карманов, слабощелочная pH. Недостаточный уход за полостью рта приводит к усилению процессов ферментации, когда бактерии превращают углеводы пищевых остатков в органические кислоты. Под их агрессивным воздействием эмаль зуба начинает разрушаться. В процесс с течением времени вовлекаются всё более глубокие слои тканей зуба и образуется кариозная полость.

Основная роль в развитии кариеса принадлежит бактериям Streptococcus Mutans, которые составляют большую часть зубного налёта благодаря их биологическому свойству прикрепляться к зубной эмали, приводя к формированию зубных бляшек и деминерализации эмали — что и вызывает кариес. Возраст, в котором произошло инфицирование, тоже очень важен. Так как чем раньше Str. mutans поразил ротовую полость, тем раньше и с большей скоростью начнёт образовываться кариес на ещё неокрепшей зубной эмали. Причём это может происходить в бороздках языка ещё даже до появления молочных зубов. Более того, эти микроорганизмы способны конкурировать и с другими за выполнение этой функции.

К чему мы ведём? Что с заболеваниями зубов и ротовой полости в целом (например, тонзиллит) можно и нужно начинать бороться при помощи нормализации её микробного состава. Чтобы симбиоты (организмы, участвующие в симбиозе) естественным образом подавляли патогенные микроорганизмы.