{youtube}jPpBi8tjgnA{/youtube}
Новые исследования показывают, что пробиотики могут развиваться в организме и могут стать менее эффективными, а иногда даже вредными.
Исследователи, изучающие штамм Кишечная палочка (E. палочки) бактерии, продаваемые в Европе в качестве антидиарейного пробиотика, обнаружили, что ДНК бактерий изменилась, и у них появились новые возможности после жизни в кишечнике мышей в течение нескольких недель.
«Там нет микробов, которые были бы невосприимчивы к эволюции».
При некоторых условиях пробиотики даже включали своих хозяев и приобретали способность питаться защитным покрытием на кишечнике. Разрушение этого слоя было связано с синдромом раздраженного кишечника. Диеты мышей и состав их кишечного бактериального сообщества влияли на то, насколько пробиотик эволюционировал и каким образом.
Выводы, опубликованные в Сотовый Хозяин и Микробпредположить, что пробиотики не являются универсальной терапией. Пробиотик, который приносит облегчение одному человеку, может стать неэффективным или даже вредным для другого. Пробиотики были связаны с серьезными инфекциями у некоторых людей.
«Живые существа как лекарства»
«Если мы собираемся использовать живые существа в качестве лекарств, мы должны признать, что они адаптируются, а это значит, что то, что вы вкладываете в свое тело, не обязательно то, что будет там даже через пару часов», говорит старший автор Гаутам Дантас, профессор патологии и иммунологии, молекулярной микробиологии и биомедицинской инженерии в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе.
«Там нет микробов, которые были бы невосприимчивы к эволюции. Это не причина для того, чтобы не разрабатывать терапию на основе пробиотиков, но это причина для того, чтобы мы понимали, как они меняются и при каких условиях ».
Каждый человек имеет огромное сообщество бактерий, вирусов и грибков, известных как кишечный микробиом в пищеварительном тракте. Хорошо сбалансированный микробиом снабжает нас витаминами, помогает переваривать пищу, регулирует воспаление и контролирует болезнетворные микробы. Пробиотики в пищевых продуктах и диетических добавках продаются как способы, позволяющие сохранить здоровые бактерии в изобилии и обеспечить нормальное пищеварение.
Они также находятся в разработке в качестве лечения серьезных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника; фенилкетонурия (ФКУ), нарушение обмена веществ, вызывающее неврологические нарушения; и некротический энтероколит, опасная для жизни кишечная инфекция, поражающая недоношенных детей. Как и любое другое лекарство, лечение на основе пробиотиков должно оказаться безопасным и эффективным, прежде чем FDA одобрит его для использования у людей. Но когда терапия является живым существом, которое может измениться после ее введения, доказательство безопасности и эффективности создает особые проблемы.
Бактерии из Первой мировой войны
Исследователи утверждают, что понимание принципов, управляющих эволюцией пищеварительного тракта, является ключевым шагом на пути к созданию безопасных и эффективных пробиотических препаратов. Дантас и его коллеги, в том числе первые авторы Аура Феррейро, аспирант, и Натан Крук, бывший научный сотрудник лаборатории Дантаса, обратились к пробиотику, известному как E. палочки Nissle 1917. Штамм был выделен более века назад от солдата Первой мировой войны, который остался невредимым от эпидемии тяжелой диарейной болезни, которая вызывала отвращение у его товарищей.
Чтобы изучить, как пробиотик реагирует на различные микробные сообщества, исследователи использовали мышей, которые содержали четыре вида кишечных микробиомов: у одной из них не было бактерий; другой с ограниченным набором бактерий, характерный для нездоровой кишки; нормальный микробиом; и нормальный микробиом после лечения антибиотиками.
Исследователи дали мышам пробиотик, а затем разнообразили еду, которую съели мыши, дав им либо мышиный корм, гранулы с высоким содержанием клетчатки, которые имитируют естественную мышиную диету; гранулы с высоким содержанием жира и сахара, предназначенные для моделирования типичных западных привычек питания; и западные пеллеты плюс клетчатка. Через пять недель исследователи получили бактерии из кишок мышей и проанализировали ДНК микробов.
«На здоровом фоне с большим разнообразием мы не уловили особой адаптации, возможно, потому что это тот самый фон, к которому привык Nissle», - говорит Феррейро. «Но вы должны помнить, что довольно часто мы не будем использовать пробиотики у людей со здоровым микробиомом. Мы будем использовать их у больных людей с нездоровым микробиомом с низким разнообразием. И это, похоже, условие, когда пробиотик, скорее всего, будет развиваться ».
Потенциальные хорошие новости
Дантас и его коллеги применили эти результаты для разработки потенциальной пробиотической терапии для ФКУ. Люди с ФКУ не способны расщеплять фенилаланин, строительный блок белка, содержащийся во многих продуктах питания. Высокие уровни фенилаланина вызывают повреждение мозга, поэтому люди с ФКУ должны строго придерживаться диеты с низким содержанием белка.
«Это возможность, а не проблема».
Исследователи вставили ген в Nissle, который дал бактериям способность разлагать фенилаланин в соединение, которое безопасно выводится с мочой. Затем они дали биоинженерные бактерии мышам, у которых не было способности метаболизировать фенилаланин. На следующий день уровни фенилаланина у некоторых мышей снизились вдвое.
Более того, исследователи не обнаружили существенных изменений в ДНК сконструированного штамма после одной недели лечения, предполагая, что Nissle может быть безопасным для использования в качестве основы для пробиотической терапии в течение коротких периодов времени.
Обнаружение того, что пробиотики развиваются и ведут себя по-разному у людей с разрозненными микробиомами и диетами, открывает возможности для персонализации пробиотической медицины.
«Эволюция - это данность. Все будет развиваться », - говорит Дантас. «Нам не нужно бояться этого. Мы можем использовать принципы эволюции, чтобы разработать лучшее терапевтическое средство, которое будет тщательно адаптировано к людям, которые в нем нуждаются. Это возможность, а не проблема ».
Об авторах
Поддержку в работе оказали Национальный институт здравоохранения, Национальный научный фонд, Фонд Кеннета Райна и стипендии в Вашингтонском университете в Сент-Луисе.
Источник: Вашингтонский университет в Сент-Луисе
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
