Бактерии в кишечнике управляют настроением и даже скоростью старения

Об этом заявил PAP доктор медицинских наук Ярослав Билинский. Ученый работает над созданием «супермикробиома», который проектируется искусственным интеллектом и выращивается в биореакторах.

Еще десять лет назад трансплантация кишечной микробиоты для многих звучала как медицинская провокация или шутка с конференции студенческого биологического кружка. Сегодня крупнейшие исследовательские центры мира вкладывают сотни миллионов долларов в изучение бактерий, населяющих кишечник человека. Появляется все больше доказательств того, что микроорганизмы в нашем организме влияют не только на пищеварение, но и на иммунитет, психическое состояние, эффективность онкологических терапий, обмен веществ, нейродегенеративные процессы и даже скорость биологического старения.

Доктор Ярослав Билинский — врач-гематолог, исследователь микробиома и основатель компании Human Biome S.A. — является одним из пионеров этих исследований в Польше и Европе. Его команда создала первый в стране профессиональный банк кишечной микробиоты, проводит исследования по ее трансплантации пациентам после пересадки костного мозга и сейчас работает над биосинтетическим «супермикробиомом», который проектируется алгоритмами искусственного интеллекта и выращивается в биореакторах.

По словам ученого, геном человека содержит около 20 тысяч генов. В то же время кишечный микробиом включает несколько миллионов генов — примерно в 150 раз больше. Иными словами, эволюция «передала на аутсорсинг» огромную часть биологических функций микроорганизмам.

Наши бактерии производят вещества, которые организм сам синтезировать не может. Например, витамин K, необходимый для свертывания крови. Без него даже обычный порез мог бы оказаться смертельным. Забавно, что большую часть истории медицины бактерии воспринимались почти исключительно как враги. Между тем подавляющее большинство из них — наши биологические партнеры. Проблемы начинаются тогда, когда эта экосистема разрушается, – пояснил Билинский.

Иммунная система развивается в тесном взаимодействии с микроорганизмами, обратил внимание польский ученый. Микробы с первых дней жизни «обучают» иммунные клетки распознавать угрозы и не атаковать собственные ткани.

Без такого обучения иммунитет начинает работать хаотично. Это как армия без подготовки: либо не реагирует на опасность, либо начинает стрелять по своим. Поэтому нарушения микробиома все чаще связывают с аллергиями, аутоиммунными заболеваниями и хроническим воспалением, – отметил профессор.

Кишечные бактерии, по его словам, вырабатывают огромное количество нейромедиаторов — серотонин, дофамин, ГАМК. Считается, что значительная часть серотонина образуется именно благодаря деятельности кишечных микроорганизмов.

Кроме того, отметил ученый, существует ось «кишечник — мозг». Блуждающий нерв, самый длинный нерв организма, представляет собой биологическую магистраль между кишечником и мозгом.

И что особенно интересно: около 80% сигналов идут от кишечника к мозгу, а не наоборот. То есть кишечник постоянно отправляет мозгу информацию о состоянии организма, – рассказал профессор.

Все больше исследований, добавил он, показывает связь микробиома с депрессией, тревожными расстройствами, аутизмом и болезнью Паркинсона. При болезни Паркинсона кишечные симптомы могут появляться за десять лет до классических неврологических проявлений, таких как дрожание рук. Это позволяет предположить, что болезнь может начинаться именно в пищеварительном тракте.

Мы опубликовали первое проспективное исследование, показавшее, что трансплантация микробиоты может устранять устойчивые к антибиотикам бактерии из кишечника. Иными словами, мы начали бороться с антибиотикорезистентностью при помощи других бактерий. Это похоже на восстановление баланса в разрушенном лесу: если экосистема здорова и разнообразна, патогенам сложнее захватить контроль, – рассказал профессор.

Он также рассказал о влиянии исследования на лечение пациентов с онкологией.По его словам, лечение рака — это не только борьба с опухолью, но и восстановление всей биологической среды человека. И после введения здоровой микробиоты «начинается биологическая борьба за территорию».

Полезные бактерии конкурируют с патогенами за пространство и питательные вещества, выделяют вещества, подавляющие рост конкурентов, восстанавливают слизистую оболочку и регулируют иммунитет. Микробиом — это не нечто пассивное. Он напоминает огромный город или тропическую экосистему, где постоянно идет борьба за выживание, – подчеркнул Билинский.

Он добавил, что у некоторых онкопациентов возможности лечения были практически исчерпаны. После пересадки костного мозга иммунные клетки донора начинали атаковать кишечник, печень и кожу пациента.

В тяжелых случаях смертность достигала 70–90%. У таких больных после трансплантации микробиоты мы неожиданно увидели, что иммунная система словно успокаивается: воспаление уменьшается, кишечник начинает восстанавливаться, люди снова могут нормально питаться. Для врача, который раньше наблюдал, как эти пациенты буквально угасают на его глазах, это были поразительные моменты, – рассказал профессор.

По его словам, ультрапереработанная пища наиболее вредит микробиому человека. Речь об избытке сахара, эмульгаторах, искусственных добавках и консервантах.

Именно поэтому мы наблюдаем стремительный рост аллергий, воспалительных заболеваний кишечника, ожирения и метаболических нарушений, - констатировал исследователь.