Ученые обнаружили, что не все «полезные бактерии» одинаково полезны

Фото из открытых источников

Если взять любой пробиотик с аптечного прилавка, то на этикетке практически ничего полезного не будет. Там указано название вида, возможно, мелким шрифтом указан код штамма, и обещаны общие преимущества для кишечника.

В основе всего этого лежит предположение, что хорошая бактерия — это хорошая бактерия, и что если она принадлежит к правильному семейству, она выполнит свою задачу.

Команда исследователей из Южной Кореи решила проверить это предположение напрямую, сравнив десятки штаммов по всем параметрам, определяющим эффективность пробиотиков. Обнаруженные различия оказались более резкими, чем ожидалось, и совсем не такими, о которых предупреждала бы этикетка. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology.

Бактерии, из которых состоит большинство пробиотиков, принадлежат к обширной группе молочнокислых бактерий — тем же микробам, которые ферментируют молоко, превращая его в сыр, и кислые овощи, превращая их в соленья. Они очень долго сосуществуют с нами в пище и в нашем кишечнике, имея безупречную репутацию в плане безопасности.

Исследователи из Корейского университета в Сеуле собрали 27 таких бактериальных изолятов, получив их из двух источников: полости рта человека и сыра местного производства. Инсео Ким, работая вместе с Хён Паком из Департамента биотехнологии, возглавила работу по выяснению того, что представляют собой эти микробы и на что они способны.

Генетическая идентификация позволила отнести все 27 образцов к пяти видам. Один из них, Lactobacillus rhamnosus, преобладал в образцах из полости рта, в то время как в сыре присутствовала смесь остальных четырех видов. Назвать их было легко. Сложнее было решить, смогут ли хоть кто-нибудь из них пережить путешествие через человеческое тело и заслужить то прозвище, которое они так часто носят.

Пробиотик бесполезен, если он погибает по пути в желудок. Желудочная кислота достаточно сильна, чтобы растворить большинство живых организмов. Желчь, поступающая в тонкий кишечник, создает дополнительную нагрузку. Чтобы считаться полезным, микроб должен пережить оба воздействия и остаться в живых.

Команда погрузила каждый штамм в кислоту с жесткой pH, равной четырем, а затем подождала два часа. Результаты показали однозначное разделение группы. Два вида, L. rhamnosus и Lactobacillus reuteri, хорошо перенесли воздействие кислоты: примерно 98 процентов их клеток оставались живыми после этого.

Другие почти полностью разрушились, хотя отдельные экземпляры, вопреки всему, кое-где еще держались. Это исследование ясно показывает, что устойчивость к кислотной среде не является свойством, присущим всему виду в целом. В пределах одного вида один штамм выдержал воздействие кислоты, в то время как его сородичи — нет.

На бутылке может быть указано правильное название, но микроб всё равно может содержаться в неизмененном виде и никогда не достигнет кишечника.

Выживание — это только первый шаг. Чтобы принести пользу, пробиотик должен прикрепиться к слизистой оболочке кишечника и продержаться достаточно долго, чтобы закрепиться. При промывании не остается никаких следов.

Исследователи вырастили в лаборатории слой клеток человеческого кишечника и измерили, насколько прочно каждый штамм может к ним прикрепляться. Выяснилось, кто из штаммов оказался явным победителем.

Штамм L. reuteri прижился примерно на 80 процентов, значительно опередив все остальные штаммы в линейке, которые в основном составляли от половины до двух третей. Один штамм вообще не прижился.

Анализ геномов дал подсказку. Один ген, присутствующий в дополнительных копиях в наиболее адгезивном штамме, по-видимому, помогает бактериям перестраивать свою внешнюю поверхность, ту часть, которая непосредственно контактирует со слизистой оболочкой кишечника. Исследователи постарались не делать прямых заявлений о том, является ли этот ген непосредственной причиной сильной хватки или просто сопутствующим фактором.

Борьба с вредными микробами — одно из главных обещаний, указанных на этикетке любого пробиотика. Команда протестировала каждый штамм на трех вызывающих проблемы бактериях, включая кишечную палочку (Escherichia coli) и золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) , а также распространенные дрожжи.

L. rhamnosus продемонстрировал наиболее сильную антимикробную активность. Он подавлял все три патогена. Другие были более избирательны, уничтожая один патоген, оставляя остальные практически нетронутыми. Эта закономерность не соответствовала никаким четким правилам, и каждый штамм вел свою собственную борьбу.

Изучив ДНК, исследователи обнаружили, что у самого сильного борца с микробами имелись два отдельных кластера генов, отвечающих за выработку антимикробных соединений, в то время как у его более слабых собратьев был только один кластер или их не было вовсе.

Эти генетические различия точно соответствуют тому, что было обнаружено в чашке Петри, хотя команда отмечает, что антимикробная активность также может быть обусловлена кислотами или другими побочными продуктами, которые они не выделили.

Наибольший сюрприз был получен при сравнении штаммов одного и того же вида. До проведения этого исследования, в котором сравнивалось такое большое количество изолятов в рамках одного набора тестов, считалось, что знание вида микроба позволяет получить большую часть необходимой информации. Это не так.

Два штамма с идентичными видовыми названиями и геномами, которые на бумаге выглядели почти одинаково, вели себя по-разному в лабораторных условиях. Один переносил кислоту, а другой — нет.

Отсутствие очевидных пробелов в их ДНК не объясняет это, что указывает на различия в том, как гены включаются и выключаются, а не на то, какие гены присутствуют, как на более вероятное объяснение. Впервые в ходе стольких параллельных испытаний было показано, что видовое название на этикетке является лишь приблизительным указанием. Существенные различия существуют всего на одном уровне ниже, на уровне отдельного штамма.

Теперь мы знаем, что два пробиотика, имеющие одинаковое видовое название, могут резко различаться по признакам, определяющим, принесут ли они вам вообще какую-либо пользу.

Устойчивость к кислотной среде, прочность кишечника и способность бороться с микробами различаются от штамма к штамму, и гены, лежащие в основе этих различий, начинают проясняться.

Эти знания позволяют производителям и врачам более точно оценивать пробиотики. Вместо того чтобы полагаться на название вида, они могут выявлять конкретные штаммы, которые выживают, прикрепляются и борются с инфекциями.

Затем они могут создавать продукты на основе тех, которые пройдут проверку. Те же генетические маркеры могут стать контрольным списком для выявления наиболее перспективных штаммов еще до того, как хотя бы одна капсула попадет на полку магазина.

Для тех, кто принимал пробиотики на веру, этот урок одновременно и отрезвляет, и приносит пользу. Польза пробиотиков проявляется в разной степени, и новое поколение добавок, наконец, сможет подсказать, какой именно вид пробиотиков будет получен.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний