Обычная пища изменяет кишечные бактерии, влияя на вирусы
Группа исследователей на шаг приблизила представление о еде как лекарстве. Они определили некоторые общие продукты питания, которые изменяют наш микробиом.
В современной науке пищевая и кишечная бактерии - это две темы, которые гарантированно вызывают интерес и вызывают дискуссии. Оба, конечно, взаимосвязаны, и новое исследование фокусируется на некоторых тонкостях этой взаимосвязи.
Отсутствие здоровой популяции кишечных бактерий ставит под угрозу наше здоровье; то же самое верно, когда мы не придерживаемся здоровой диеты. Однако ученые не совсем понимают точное влияние определенных продуктов на кишечные бактерии.
Этот пробел в знаниях частично объясняется невероятной сложностью микробиома. Одним из факторов, загрязняющих воду, являются бактериофаги, или сокращенно фаги.
Фаг
Фаги - это вирусы, которые атакуют только бактерии. В кишечнике этих вирусов больше, чем головокружительно многочисленных кишечных бактерий.
Каждый фаг атакует только определенный тип бактерий, а это означает, что он может влиять на уровень кишечных бактерий. Фагам для жизни нужны бактерии, поэтому, если бактерии отсутствуют, фаги не могут выжить.
Это означает, что любые продукты, влияющие на фаги, могут влиять на кишечные бактерии и наоборот. Например, если популяция одного типа фага увеличивается, количество бактерий, которые они потребляют, будет сокращаться, потенциально освобождая место для размножения других видов бактерий.
Таким образом, вирусы могут влиять на микробиом в целом - обрезая один вид, они предоставляют пространство для заполнения другим видам.
Переход с профага
Большинство фагов в кишечнике находятся в неактивной форме - их ДНК интегрирована в геном бактерий. В таком виде они называются профагами.
Ученые определили определенные соединения, которые заставляют профаги возвращаться в их активную форму. Когда это происходит, сотни новых фагов вырываются из бактериальной клетки, убивая хозяина и нападая на другие бактерии; эти соединения включают соевый соус, никотин и некоторые антибиотики, такие как ципрофлоксацин. На сегодняшний день список фаг-промотирующих соединений относительно невелик.
Важно выяснить, какие химические вещества подпитывают фаговую активность. Поскольку фаги атакуют и убивают бактерии, если мы поймем, как ими управлять, они могли бы работать как мощные природные антибиотики.
Недавнее исследование было направлено на расширение списка соединений, индуцирующих фаговую активность. Ученые из Государственного университета Сан-Диего, Калифорния, опубликовали свои выводы в журнале. Кишечные микробы. Они надеются, что их результаты представят «возможность использования диеты для намеренного улучшения микробиома кишечника человека посредством индукции профага».
«Мы могли бы справиться с определенными условиями, изменив пищу, которую мы потребляем, что повлияет на микробное разнообразие, что, в свою очередь, повлияет на здоровье и болезни»
Научный сотрудник Лэнс Болинг
Для исследования исследователи выбрали широкий спектр соединений, которые могут влиять на активность фагов. Они выбрали ряд бактерий из двух типов, распространенных в кишечнике: Bacteroidetes и Firmicutes. Они включали как полезные, так и патогенные штаммы бактерий.
Из 117 пищевых соединений они сузили круг поиска до 28. Исследователи наблюдали рост бактерий в присутствии каждого конкретного соединения; они также наблюдали его рост без соединения в качестве контроля. Затем они использовали проточную цитометрию - процесс, который достаточно чувствителен, чтобы обнаруживать невообразимо маленькие вирусные частицы.
Какие продукты влияют на фаги?
Из 28 кандидатов 11 соединений продуцировали уровни вирусных частиц с большей скоростью, чем контроли, что означает, что они влияли на активность фага.
Некоторые из наиболее значительных повышений фагов происходили в присутствии гвоздики, прополиса (соединение, производимое пчелами), uva ursi (также известного как кинникинник или толокнянка) и аспартама.
Самым мощным индуктором профага была стевия, заменитель сахара растительного происхождения. У некоторых видов бактериальных штаммов стевия увеличивала количество вирусных частиц более чем на 400%.
И наоборот, некоторые продукты уменьшают количество вирусных частиц; в первую очередь, это были ревень, фернет (разновидность итальянского ликера), кофе и орегано.
Еще больше усложняет ситуацию то, что некоторые соединения усиливали фаговую активность, связанную с некоторыми бактериями, но снижали фаговую активность, связанную с другими; эти соединения включают зубную пасту, экстракт семян грейпфрута и гранат.
По словам авторов, одним из самых мощных антибактериальных продуктов был острый соус табаско, который «замедлял рост всех трех [желудочно-кишечных] видов, за исключением условно-патогенных микроорганизмов. P. aeruginosa, в среднем на 92% ».
Табаско содержит уксус, но когда они протестировали только уксус, он уменьшил рост бактерий только на 71%. Они считают, что капсаицин - пряный компонент перца чили - может объяснить дополнительные антибактериальные свойства. Однако в экспериментах с табаско вирусных частиц обнаружено не было, поэтому фаги вряд ли могут быть задействованы.
Будущее
Эти выводы важны. Ученые теперь знают, что микробиом может влиять на наше физическое и психическое здоровье; он также может вызвать воспаление и увеличить риск рака. Если ученые смогут решить, как изменить микробиом определенным образом, они теоретически смогут устранить или снизить эти риски.
Как объясняет один из авторов, Форест Ровер, «способность убивать определенные бактерии, не затрагивая другие, делает эти соединения очень интересными».
Новый список соединений, конечно, ни в коем случае не является исчерпывающим, поскольку Ровер говорит: «Вероятно, существуют тысячи соединений, которые были бы полезны для уничтожения нежелательных бактерий».
Авторы надеются, что ученые продолжат в этом направлении. Они также объясняют, что ученым нужно будет попытаться выяснить молекулярные механизмы, которые переключают фаг с бездействия на активность.
