Когда речь заходит о кишечной микрофлоре, почти всё внимание достаётся бактериям. Пробиотики, пребиотики, лактобактерии — этим словам посвящены тысячи статей и рекламных роликов. Но параллельно с бактериями в нашем пищеварительном тракте живут триллионы вирусов, и до недавнего времени их функции оставались в тени. Новое исследование, проведённое на мышах, предполагает, что именно эти вирусы могут предотвращать резкие скачки уровня глюкозы в крови.
Команда учёных под руководством Кена Кэдвелла, доктора наук и профессора Пенсильванского университета (ранее работавшего в Медицинской школе Гроссмана при Нью-Йоркском университете), сосредоточилась на так называемом «вироме кишечника» — совокупности вирусов, обитающих в желудочно-кишечном тракте. Абсолютное большинство этих вирусов составляют бактериофаги, то есть вирусы, поражающие бактерий, а не клетки человека. Они присутствуют в кишечнике каждого из нас, но их влияние на метаболизм до сих пор изучалось крайне мало.
Суть эксперимента была простой по замыслу, хотя и сложной в исполнении. Исследователи сравнивали мышей с нормальным набором кишечных вирусов и мышей, у которых этот виром был намеренно обеднён с помощью противовирусных препаратов. У второй группы результаты оказались заметно хуже: после приёма пищи уровень сахара в крови поднимался резче и держался дольше. Глюкозотолерантные тесты (GTT), при которых измеряют скорость выведения сахара из кровотока, зафиксировали у этих мышей выраженное нарушение переносимости глюкозы.
Ключевой находкой стал конкретный механизм, через который вирусы влияют на метаболизм. ДНК кишечных вирусов распознаётся особым белком иммунной системы — Toll-подобным рецептором 9 (TLR9). Когда TLR9 обнаруживает вирусную ДНК, он запускает сигнальную цепочку, которая в итоге повышает чувствительность тканей к инсулину. Проще говоря, вирусы «подсказывают» иммунной системе, как лучше обращаться с глюкозой. Мыши с генетически выключенным TLR9 демонстрировали те же проблемы, что и животные с обеднённым виромом: усиленные скачки сахара и ухудшенную переносимость глюкозы.
Получается парадоксальная на первый взгляд картина: чем беднее вирусное «население» кишечника, тем хуже организм справляется с регуляцией сахара в крови. Обеднённый виром ассоциируется с метаболической нестабильностью, а полноценный — помогает поддерживать баланс. Этот обратный характер зависимости и стал, пожалуй, самым неожиданным результатом работы Кэдвелла и его коллег.
Отсюда вытекает ещё одна неприятная мысль. Если противовирусные препараты способны обеднять кишечный виром, то теоретически они могут ухудшать контроль уровня глюкозы — как побочный эффект, о котором до этого мало кто задумывался. То же самое, вероятно, может касаться и некоторых схем антибиотикотерапии, косвенно влияющих на вирусное сообщество через уничтожение бактерий-хозяев фагов.
Практические перспективы, если они подтвердятся в клинических испытаниях на людях, могут серьёзно поменять подход к лечению сахарного диабета второго типа и метаболического синдрома. Речь идёт о потенциальной терапии на основе вирусов — не вакцинах, а целенаправленном введении в кишечник определённых бактериофагов для улучшения метаболического профиля. Звучит непривычно, но именно в этом направлении движется логика исследования.
Стоит оговориться: работа проводилась на мышах, и до человеческих клинических данных пока далеко. Мышиные модели хорошо подходят для демонстрации биологических механизмов, но перенести их выводы на людей удаётся далеко не всегда. Сам Кэдвелл и его группа из Пенсильванского университета и Медицинской школы Гроссмана при NYU, судя по всему, это прекрасно понимают.
И всё же значение этой работы трудно проигнорировать. Она фактически расширяет само понятие «здоровый микробиом». Десятилетиями мы говорили о бактериальном составе кишечника как мерке здоровья. Теперь оказывается, что без здорового вирома картина неполна. Бактериофаги, которых раньше воспринимали в лучшем случае как нейтральных попутчиков, могут быть настоящими участниками метаболической регуляции — и, возможно, нашими союзниками в борьбе с гипергликемией.
Изображение носит иллюстративный характер
Команда учёных под руководством Кена Кэдвелла, доктора наук и профессора Пенсильванского университета (ранее работавшего в Медицинской школе Гроссмана при Нью-Йоркском университете), сосредоточилась на так называемом «вироме кишечника» — совокупности вирусов, обитающих в желудочно-кишечном тракте. Абсолютное большинство этих вирусов составляют бактериофаги, то есть вирусы, поражающие бактерий, а не клетки человека. Они присутствуют в кишечнике каждого из нас, но их влияние на метаболизм до сих пор изучалось крайне мало.
Суть эксперимента была простой по замыслу, хотя и сложной в исполнении. Исследователи сравнивали мышей с нормальным набором кишечных вирусов и мышей, у которых этот виром был намеренно обеднён с помощью противовирусных препаратов. У второй группы результаты оказались заметно хуже: после приёма пищи уровень сахара в крови поднимался резче и держался дольше. Глюкозотолерантные тесты (GTT), при которых измеряют скорость выведения сахара из кровотока, зафиксировали у этих мышей выраженное нарушение переносимости глюкозы.
Ключевой находкой стал конкретный механизм, через который вирусы влияют на метаболизм. ДНК кишечных вирусов распознаётся особым белком иммунной системы — Toll-подобным рецептором 9 (TLR9). Когда TLR9 обнаруживает вирусную ДНК, он запускает сигнальную цепочку, которая в итоге повышает чувствительность тканей к инсулину. Проще говоря, вирусы «подсказывают» иммунной системе, как лучше обращаться с глюкозой. Мыши с генетически выключенным TLR9 демонстрировали те же проблемы, что и животные с обеднённым виромом: усиленные скачки сахара и ухудшенную переносимость глюкозы.
Получается парадоксальная на первый взгляд картина: чем беднее вирусное «население» кишечника, тем хуже организм справляется с регуляцией сахара в крови. Обеднённый виром ассоциируется с метаболической нестабильностью, а полноценный — помогает поддерживать баланс. Этот обратный характер зависимости и стал, пожалуй, самым неожиданным результатом работы Кэдвелла и его коллег.
Отсюда вытекает ещё одна неприятная мысль. Если противовирусные препараты способны обеднять кишечный виром, то теоретически они могут ухудшать контроль уровня глюкозы — как побочный эффект, о котором до этого мало кто задумывался. То же самое, вероятно, может касаться и некоторых схем антибиотикотерапии, косвенно влияющих на вирусное сообщество через уничтожение бактерий-хозяев фагов.
Практические перспективы, если они подтвердятся в клинических испытаниях на людях, могут серьёзно поменять подход к лечению сахарного диабета второго типа и метаболического синдрома. Речь идёт о потенциальной терапии на основе вирусов — не вакцинах, а целенаправленном введении в кишечник определённых бактериофагов для улучшения метаболического профиля. Звучит непривычно, но именно в этом направлении движется логика исследования.
Стоит оговориться: работа проводилась на мышах, и до человеческих клинических данных пока далеко. Мышиные модели хорошо подходят для демонстрации биологических механизмов, но перенести их выводы на людей удаётся далеко не всегда. Сам Кэдвелл и его группа из Пенсильванского университета и Медицинской школы Гроссмана при NYU, судя по всему, это прекрасно понимают.
И всё же значение этой работы трудно проигнорировать. Она фактически расширяет само понятие «здоровый микробиом». Десятилетиями мы говорили о бактериальном составе кишечника как мерке здоровья. Теперь оказывается, что без здорового вирома картина неполна. Бактериофаги, которых раньше воспринимали в лучшем случае как нейтральных попутчиков, могут быть настоящими участниками метаболической регуляции — и, возможно, нашими союзниками в борьбе с гипергликемией.
