Связь между разнообразием микробиома и пониженным риском сердечно-сосудистых заболеваний хорошо изучена. Исследования показали, что у людей с заболеваниями сердца, такими как атеросклероз, в кишечнике обитают несколько иные виды микробов, чем у их сверстников без подобных заболеваний.
Учёные предположили, что это может быть связано с вырабатываемым микробами ферментом IsmA, расщепляющим холестерин. У людей, кишечные бактерии которых вырабатывали IsmA, в крови было меньше холестерина, чем у тех, чьи кишечные бактерии его не вырабатывали, однако конкретные виды бактерий, вырабатывающие расщепляющие холестерин ферменты, известны не были.
Исследование, опубликованное 2 апреля 2024 года в журнале Cell, показало, что бактерии рода Oscillibacter расщепляют холестерин и у их носителей, уровень холестерина в крови ниже.
Чтобы понять, как кишечные бактерии влияют на состояние сердца и сосудов, исследователи изучили анализы, собранные у более чем 1400 человек в рамках Framingham Heart Study, многолетнего исследования факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний.
Для определения микробной ДНК в образцах учёные использовали различные методы. Они также проанализировали метаболиты — побочные продукты, образующиеся при расщеплении химических веществ, таких как холестерин. Затем они сопоставили полученные результаты с известными показателями состояния сердца, такими как уровень холестерина и триглицеридов в крови.
У людей с более низким уровнем триглицеридов и холестерина было обнаружено большее количество бактерий Oscillibacter. Эта связь наблюдалась и в другой, независимой группе людей.
Чтобы подтвердить, что Oscillibacter действительно метаболизирует холестерин, исследователи вырастили бактерии в лаборатории и дали им холестерин, с флуоресцентными метками. Используя микроскопию, учёные исследовали флуоресценцию бактериальных клеток и обнаружили, что микробы действительно питаются холестерином.
Затем исследователи проследили судьбу поглощенного бактериями холестерина и обнаружили, что различные виды бактерий расщепляют его на разные стероиды, которые поглощаются другими кишечными бактериями, что приводит к снижению уровня холестерина во всём организме.
Чтобы выяснить, какие гены и белки помогают Oscillibacter расщеплять холестерин, учёные использовала алгоритм машинного обучения, который анализирует особенности генов, чтобы предсказать, как будут выглядеть кодируемые этими генами белки. Оказалось, что гены, кодирующие белки, подобные IsmA, скорее всего и ответственны за метаболизм холестерина.
Подпишитесь на наш Телеграм и первым узнавайте о новых публикациях.
Открытие бактерий, метаболизирующих холестерин, "интересное и многообещающее", – сказал биоинформатик, изучающий микробиом кишечника человека, Даоминг Ван (Daoming Wang) из Университета Гронингена в Нидерландах.
По его словам, эти результаты приближают нас к пониманию "темной материи" микробиома, то есть целого сонма генов кишечных микробов, функции которых пока неизвестны. "Эта темная материя не даёт нам увидеть всю картину функционирования кишечных бактерий".
Авторы исследования предположили, что изменение микробиома кишечника с целью ускорения расщепления поступающего с пищей холестерина может стать безопасным методом снижения уровня холестерина в крови, а пока необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять, как именно эти бактерии расщепляют холестерин и как это можно использовать в качестве терапии, сказал Ван.
Полезно знать: Пребиотик, который улучшает сначала микробиом, а затем состояние мозга
Нам нужны подробные исследования на лабораторных животных, за которыми последуют клинические испытания с участием человека.
Автор: Sneha Khedkar
Перевод: Виктор Трибунский
Источник