В исследованиях на мышах новосибирские ученые показали, что большое количество бактерий Akkermansia muciniphila и Bacteroides acidifaciens в здоровом кишечнике может быть связано с колоректальным раком в будущем. В то же время эти бактерии выполняют в организме много полезных функций и широко используются при создании современных пробиотиков.
Группа ученых Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН на протяжении нескольких лет изучала микробиоту кишечника и то, как она вовлечена в воспалительные процессы.
«Однажды, работая с экспериментальной моделью колоректального рака, мы обнаружили, что у мышей одной и той же генетической линии, но полученных из разных вивариев, эта модель развивается по-разному: у одной группы животных опухоли в кишечнике почти не появлялись, у другой, наоборот, их было очень много. Мы предположили, что это может быть связано с различиями в составе микробиоты. Секвенирование 16S рРНК с последующим биоинформатическим анализом продемонстрировало: у животных, развивших меньше опухолей, оказалось больше бактерий Akkermansia muciniphila. Это было логично. По широко известным данным, эта бактерия обладает противовоспалительными свойствами и способствует повышению барьерной функций кишечника», — рассказывает научный сотрудник лаборатории моделирования патологий человека Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН (на момент исследования) кандидат биологических наук Ксения Михайловна Ачасова.
Ученые совместно с коллегами из Научно-исследовательского института нейронаук и медицины, Международного томографического центра СО РАН и Новосибирского государственного университета решили расширить исследование. Эксперимент начали проводить на мышах той же генетической линии из одного института, но содержащихся и разводимых в разных комнатах (они различались как раз по количеству A. muciniphila в кишечнике). Изучали микробиоту кишечника подопытных животных в трех разных точках: в начальной, то есть в здоровом состоянии, в промежуточной, после того как развилось хроническое воспаление, и в конечной, когда уже ожидалось появление опухолей.
Исследование показало, что наиболее сильные различия в бактериальном сообществе наблюдались в первых двух точках. Удалось выделить три бактерии, количество которых коррелирует с развитием опухолей. Помимо уже известной A. muciniphila, ими оказались Bacteroides acidifaciens и Desulfovibrio fairfieldensis (эта бактерия известна как маркер микробиоты, ассоциированный с хроническим колитом). Если первые две прогнозировали более выраженное развитие опухолей, будучи распространенными в первой точке, то количество третьей увеличивалось на второй стадии исследования и также коррелировало с опухолеобразованием.
Пока не известны механизмы, которые объясняли бы, почему так происходит. Ученые подчеркивают, что все имеющиеся на сегодняшний день объяснения взаимосвязи A.muciniphila и B.аcidifaciens с развитием опухолей на фоне воспаления в кишечнике — лишь гипотезы. «Микробиота изучается обширно и достаточно давно, и при этом часто новый результат порождает еще больше вопросов. Интересно было бы изучить механизмы, которые лежат в основе взаимодействия между микроорганизмами внутри сообщества, и найти новые способы регулировать микробиоту, — говорит Ксения Ачасова. — Обращать внимание на эти процессы важно еще и потому, что перекрестные метаболические взаимодействия между бактериями часто упускаются из виду при разработке пробиотиков».