Здоровый микробиом кишечника - фактор здоровья и долголетия

Ученые разработали специальный индекс, чтобы отличить здоровый микробиом от больного.



Что отвечает за то, что в организме некоторых людей развиваются хронические заболевания, такие как ревматоидный артрит, рак и метаболический синдром, в то время как другие люди остаются здоровыми? Главный ключ к разгадке можно найти в их кишечном микробиоме - триллионах микробов, живущих в пищеварительной системе, которые регулируют различные функции организма.

Чтобы использовать огромную популяцию крошечных организмов в качестве показателя здоровья людей, исследователи клиники Мэйо (США) разработали "Индекс здоровья кишечного микробиома". Этот индекс отличает здоровый микробиом от больного.

В новом исследовании, опубликованном в выпуске журнала "Nature Communications" за 15 сентября 2020, исследователи раскрывают, как их индекс, вычисляемый как биологически интерпретируемая математическая формула, может описывать профиль микробиома кишечника из образца стула человека, чтобы выявить вероятность заболевания, независимо от клинического диагноза.

«Это открытие продвигает наше понимание состава здорового кишечного микробиома, который долгое время описывался только качественно», - говорит доктор Джэюн Сон, автор исследования. «Наш индекс предсказывает, насколько близко образец микробиома кишечника похож на здоровый или нездоровый». Доктор Сунг - доцент кафедры хирургии Медицинского и научного колледжа клиники Мэйо и исследователь в Клиническом центре Мэйо по программе индивидуализированной медицины микробиома.

Влияние микробиома кишечника на здоровье

Доктор Сун говорит, что влияние сложного микробиома на здоровье человека очень велико, но наука о том, как правильно определять, может ли там что-то быть неправильным, и как использовать микробиом кишечника в качестве индикатора общего состояния здоровья, относительно нова.

Что известно, так это то, что экосистема микробов связана с множеством преимуществ для здоровья, включая помощь в переваривании пищи, регулирование метаболизма и роль в иммунитете.

Тем не менее, остается много вопросов. Недавние исследования связывают изменения микробиома кишечника с серьезными хроническими заболеваниями. Доктор Сун говорит, что отсутствие аналитических тестов или биомаркеров, основанных на алгоритмах, препятствует обнаружению ранних признаков болезни до появления специфических диагностируемых симптомов.

Для нового исследования доктор Сун и его команда проанализировали 4347 общедоступных мета-геномов человеческого стула, которые позволили исследователям детально секвенировать все гены всех известных организмов, присутствующих в образцах стула. Образцы были объединены в 34 опубликованных исследованиях, охватывающих здоровые состояния и 12 нездоровых состояний (наличие заболеваний). Около 1700 образцов микробиома кишечника были взяты у нездоровых людей, то есть у людей с клинически диагностированным заболеванием или аномальной массой тела (на основе измерения индекса массы тела). Около 2600 проб были взяты от людей, считавшихся здоровыми, то есть без явных заболеваний или неблагоприятных симптомов.

«Мы объединили нездоровые образцы в одну группу, а здоровые - в другую», - объясняет доктор Сун. «Затем мы провели сравнение количества разных микробов, которые наблюдались в обеих группах. Мы обнаружили, что некоторые микробы гораздо чаще наблюдаются в здоровой группе, чем в нездоровой, и наоборот.

Анализ привел к созданию модели микробиома здорового кишечника человека, состоящей из 50 видов микробов.

Математическая формула позволяет оценить здоровье микробиома

Открытие сигнатуры здорового микробиома кишечника привело доктора Сунга и его команду к разработке математической формулы, которая предсказывает, насколько близко конкретный образец микробиома кишечника похож на здоровый или нездоровый. Они вычисляют соотношение между разными видами микроорганизмов - тех, которые ассоциируются с хорошим здоровьем, и тех, которые связаны с плохим здоровьем. Чем выше получается индекс, тем выше вероятность того, что соответствующий образец микробиома получен от здорового человека.

«Таким образом, большая величина индекса скажет вам: «Вы выглядите очень здоровым. Ваш микробиом напоминает микробиом здорового человека», - говорит доктор Сун. «Но низкая величина индекса показывает: «Мы еще не можем сказать точно, какое заболевание у вас может быть, но мы можем сказать, что что-то не так. Ваш микробиом очень похож на микробиом человека с заболеванием». И это то, что мы называем "Индексом здоровья кишечного микробиома". Вы можете рассматривать его как «кредитный рейтинг вашего кишечника».

В изученной в ходе исследования когорте из почти 700 человек, здоровые образцы отличались от нездоровых в 74% случаев.

Связь сердечно-сосудистой системы с микробиомом кишечника

В ходе исследования доктор Сунг сделал еще одно открытие: наличие корреляции между индексом здоровья кишечного микробиома и липопротеинами высокой плотности, или ЛПВП, или «хорошим холестерином» в крови.

«Чем выше индекс здоровья кишечного микробиома, тем выше ваш уровень ЛПВП», - объясняет он. «То, что мы смогли найти эту корреляцию с маркером здоровья сердечно-сосудистой системы, действительно впечатляет, поскольку теперь мы связываем информацию о микробиоме кишечника с клиническими данными. Одна из областей исследований в моей группе - определить, как микробиом кишечника взаимодействует с различными тканями. в организме через химические сигналы. В настоящее время мы далеки от того, чтобы прийти к заключению о конкретных механизмах, но у нас есть некоторые многообещающие данные».

Это открытие подчеркивает потенциал индекса здоровья кишечного микробиома как мощного и последовательного показателя здоровья. В недалеком будущем доктор Сун представляет себе время, когда предоставление образцов стула для оценки микробиома во время регулярных посещений врача станет обычным делом. Он надеется и дальше развивать Индекс здоровья кишечного микробиома, чтобы однажды он мог внести свой вклад в комплексные программы медицинского и профилактического обследования состояния здоровья людей.

«Предлагаемый нами количественный показатель является концептуальным и техническим нововведением и может помочь в диагностике, в лечении или восстановлении здоровья - посредством модуляции микробиома кишечника», - сказал доктор Сунг. 



Оценка продолжительности жизни, с учетом двадцати четырех факторов

Тест на продолжительность жизни