В рамках крупного исследования была выявлена группа кишечных бактерий с условным именем CAG‑170: они встречались в больших количествах в микробиомах здоровых людей и повторно фиксировались в образцах. CAG‑170 представляет собой кластер микроорганизмов, известных только по генетическим отпечаткам — многие из них не удается вырастить в лабораторных условиях. Результаты проекта опираются на вычислительные методы анализа: авторы распознавали генетические сигнатуры CAG‑170 в образцах кишечного микробиома, собранных у более 11 тысяч участников из 39 стран. По данным ученых, уровень CAG‑170 у здоровых оказался стабильно выше, чем у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, ожирением и синдромом хронической усталости.
Дополнительные выводы свидетельствуют о нескольких функциях этой группы бактерий: они способны синтезировать значительное количество витамина B12 и вырабатывать ферменты, расщепляющие широкий спектр углеводов и волокон в кишечнике. Несмотря на то что человеку B12 не синтезируется внутри организма, а поступает из рациона, в бактериальном сообществе gut‑модель он может служить питанием для соседних видов. Эти данные наводят на мысль о том, что CAG‑170 может служить индикатором здоровья микробиома и в перспективе войти в арсенал пробиотиков, направленных на поддержание его оптимального состава.
Руководитель исследования, Александр Алмейда, отмечает, что CAG‑170 является частью так называемого «скрытого микробиома» и играет важную роль в здоровье, помогая перерабатывать питательные компоненты пищи и поддерживая устойчивость всей экосистемы кишечника. По его словам, изучение микробиоты тысяч людей из 39 стран позволило зафиксировать 13 заболеваний, включая болезни Крона и ожирение, и увидеть повторяющуюся тенденцию: у пациентов с этими состояниями уровень CAG‑170 был ниже.
Основа анализа — создание всеобъемлющего каталога геномов желудочно‑кишечного тракта человека, который вырабатывался на базе метагеномных данных. В каталоге насчитываются более 4600 видов бактерий, из которых свыше 3000 ранее не описывались в кишечнике; каждому виду присвоены эталонные геномы, включая CAG‑170, которые служат «уникальными отпечатками» для обнаружения в новых образцах.
«Около двух третей видов микробиома ранее считались неизвестными, — комментирует Алмейда. — Теперь мы видим, что некоторые из них составляют фундаментальную и недооценённую основу здоровья человека». В рамках исследования было рассмотрено более 11 тысяч образцов из 39 стран, включая здоровых людей и пациентов с 13 различными состояниями — от болезни Крона до Паркинсона и рассеянного склероза. Сравнение с единственным каталогом геномов ЖКТ показало, что CAG‑170 — один из компонентов «скрытого микробиома», устойчиво ассоциирующийся с благополучием во всех регионах. Дополнительно проанализированы данные крупной выборки из более чем шести тысяч здоровых людей: в рамках этого анализа CAG‑170 снова оказался наиболее значимым для сохранения экосистемы кишечника. У людей с дисбиозом уровни CAG‑170 ниже, что коррелирует с более высоким риском нарушения баланса в кишечнике и связано с рядом хронических заболеваний, включая раздражённый кишечник, ревматоидный артрит и депрессию.
Совокупность миллиардов бактерий в кишечнике охватывает около 4600 видов, и хотя состав у людей разный, функция остается схожей: поддерживать нормальное функционирование организма. Ученые надеются, что описание «здорового» состава позволит отслеживать изменения при болезнях и корректировать их через продвинутые пробиотики. Это исследование становится важным шагом к реализации таких практик.
Алмейда подчеркивает, что индустрия пробиотиков часто отстаёт от темпов науки о микробиоме: применяются устаревшие штаммы, в то время как открываются новые группы бактерий вроде CAG‑170, имеющих значимое влияние на здоровье. Впрочем, большинство представителей CAG‑170 пока не поддаются культивированию, поэтому учёным предстоит разработать новые методики выращивания и тестирования, чтобы превратить эти знания в практические терапевтические решения.
Результаты работы опубликованы в Cell Host.
Изображение: фрипик
