Корейский институт исследований пищи (KFRI) раскрыл механизмы, которые регулируют рост ключевых бактерий кишечника. Ученые выяснили, как конкурируют между собой разные подтипы Akkermansia muciniphila — одной из самых перспективных бактерий для терапии через микробиом.

Результаты опубликованы в издании Nature Communications.

Эта бактерия в большом количестве встречается у здоровых людей и помогает поддерживать баланс: укрепляет иммунитет и улучшает чувствительность к инсулину. Но оказалось, что A. muciniphila — не один вид, а четыре генетически разных варианта (клады I–IV), и в кишечнике человека обычно живет только один из них.

Группа ученых под руководством доктора Янг-До Нама из KFRI вместе с коллегами из POSTECH и компании EnteroBiome проанализировала данные микробиома корейцев и предположила: подтипы Akkermansia борются за место в кишечнике. Чтобы проверить это, они провели эксперименты:

• сравнили геномы и физиологию бактерий,
• вырастили разные подтипы вместе в пробирке,
• заселили стерильных мышей разными комбинациями бактерий.

Выяснилось, что A. muciniphila клады II (AmII), которая хуже перерабатывает слизь кишечника, умеет устранять свою конкурентку — кладу I (AmI), которая справляется с этим лучше. AmII выделяет особые пузырьки (внеклеточные везикулы) с белками, которые разрушают стенки клеток AmI. Более того, эти пузырьки еще и помогают AmII закрепиться в организме, стимулируя выработку антител.

Этот механизм конкуренции через «биохимическое оружие» показывает, как бактерии борются за выживание, если проигрывают в борьбе за питательные ресурсы.

Наше исследование объясняет, как разные подтипы Akkermansia конкурируют в кишечнике. Это может помочь создать персонализированные диеты, которые будут избирательно поддерживать нужные штаммы, — говорит доктор Нам.

Этот прорыв помогает понять, почему у одних людей Akkermansia процветает, а у других почти отсутствует. Если научиться управлять этой конкуренцией, можно:

• разрабатывать пробиотики, которые будут вытеснять «слабые» штаммы,
• создавать терапию для диабета и ожирения, так как Akkermansia влияет на обмен веществ,
• предсказывать, как диета или антибиотики повлияют на микробиом конкретного человека.

Пока все эксперименты проводились на мышах или в пробирке. Кишечник человека сложнее, и конкуренция бактерий может зависеть от множества факторов: диеты, иммунитета, других микробов. Нужны клинические испытания.

Ранее ученые выяснили, что микробам из кишечника тибетского монаха нравится медитация.