Ученые из Института системной биологии (ISB) выяснили, какие метаболиты крови связаны с микробиомом кишечника, генетикой или взаимодействием между ними. Их результаты исследования будут иметь большое значение для разработки таргетной терапии, направленной на изменение состава метаболома крови для улучшения здоровья человека. Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature Metabolism.
Новизна исследования
Фраза почти 200-летней давности «Вы — это то, что вы едите» получила новое подтверждение. Ученые обнаружили, что микробиом кишечника, включая то, чем мы его «кормим», в значительной степени отвечает за различия в циркулирующих в крови метаболитах у различных людей. Эти знания помогут разработать целенаправленное лечение, направленное на изменение состава метаболома крови человека.
«Мы знаем, что индивидуальные различия в метаболоме крови — небольших молекулах, обнаруженных в кровотоке, которые могут взаимодействовать со всеми системами нашего организма, — могут многое рассказать нам о состоянии здоровья и заболеваниях. Выяснение того, что управляет этим изменением, является необходимым шагом, который приближает нас к точным подходам к здравоохранению», — объясняет автор исследования доктор Шон Гиббонс (Sean Gibbons).
Материалы и методы исследования
Исследовательская группа изучила 930 метаболитов крови у более чем 1500 человек. Более 60% обнаруженных метаболитов были в значительной степени связаны либо с генетикой хозяина, либо с микробиомом кишечника.
«Примечательно, что 69% этих связей были обусловлены исключительно микробиомом, при этом 15% были обусловлены исключительно генетикой, а 16% находились под гибридным контролем генетики и микробиома», — заявил автор исследования, доктор Кристиан Динер (Christian Diener).
Результаты научной работы
Ученые обнаружили, что вариации метаболитов крови, объясняемые микробиомом, в значительной степени не зависели от вариаций, объясняемых геномом, даже для гибридных метаболитов, которые были значительно связаны как с генетикой, так и с микробиомом. Кроме того, определенные связи метаболит-микробом были значимы только у индивидуумов с определенным генетическим фоном, что указывает на тонкое взаимодействие между микробиомом и генетикой хозяина при формировании метаболома крови.
Эти новые результаты являются многообещающими по нескольким причинам. Во-первых, большое количество специфичных для микробиома метаболитов предполагает, что большая часть метаболома нашей крови может быть изменена с помощью диетических, пробиотических и других вмешательств в образ жизни. Во-вторых, метаболиты, находящиеся под более строгим генетическим контролем, могут не реагировать на изменение образа жизни, что делает их мишенями для фармакологических вмешательств, которые непосредственно воздействуют на пути хозяина.
«Более глубокое понимание детерминант метаболома крови даст нам представление о том, как можно спроектировать и оптимизировать уровни циркулирующих метаболитов для здоровья», — заключает доктор Эндрю Магис (Andrew Magis), соавтор статьи. «Понимание того, какие циркулирующие малые молекулы преимущественно находятся под контролем хозяина, а не микробиома, поможет направлять мероприятия, направленные на профилактику и / или лечение целого ряда заболеваний».
Авторы другого исследования заявляют, что «нездоровый» микробиом кишечника способствует метастазированию рака молочной железы.