Бактерии кишечника могут эволюционировать внутри нас, чтобы покинуть кишечник

Бактерии кишечника могут со временем эволюционировать и жить за пределами кишечника, говорится в новом исследовании, и это может сделать их более опасными, что может привести к хроническому воспалению и связанным с ним рискам для здоровья других органов в организме.

Существует множество исследований, объясняющих положительные и отрицательные эффекты, которые микробы кишечника могут оказывать на наше здоровье, но ученые до сих пор не очень хорошо понимают, как работают эти различные биологические механизмы и цепные реакции.

Некоторые проблемы со здоровьем связаны с так называемым "негерметичным кишечником", когда кишечник более проницаем, чем должен быть, и бактерии выходят за пределы пищеварительного тракта. Однако в отношении этого состояния остается много вопросов без ответов - в том числе, является ли оно симптомом или причиной проблем с воспалением.

"Одна из загадок заключается в том, как потенциально патогенные бактерии могут существовать у здоровых людей десятилетиями без видимых последствий для здоровья", - говорит иммунобиолог Ноа Палм из Йельского университета.

Пытаясь разгадать эту загадку, Палм и его коллеги ввели потенциально патогенную бактерию Enterococcus gallinarum - вид, встречающийся примерно в 6 процентах микробиомов кишечника человека, - в организм безмикробных мышей, не имеющих собственных микробов в кишечнике. Затем исследователи наблюдали за мышами в течение трех месяцев.

Исследователи наблюдали, как бактерии развивались в два разных типа. Один из них был похож на исходный штамм, а другой отличался небольшими мутациями ДНК, благодаря чему мог жить в слизистой оболочке кишечника и выживать в лимфатических узлах и печени после выхода из кишечника.

Что еще более тревожно, мутировавшие бактерии, по-видимому, могут оставаться скрытыми в органах и ускользать от внимания иммунной системы. В экспериментах на мышах присутствие мутантных микробов могло привести к воспалительным реакциям, в том числе связанным с аутоиммунными заболеваниями (которые у людей включают диабет 1 типа и рассеянный склероз).

"Мы считаем, что этот эволюционный процесс начинается заново в каждом новом хозяине из-за преимущественной передачи непатогенных штаммов между особями", - говорит Палм.

Другими словами, в кишечнике одного человека может открыться ниша, когда одни непатогенные штаммы переходят к другим людям, давая возможность другим бактериям в кишечнике эволюционировать.

Это явление известно как "внутрихостовая эволюция" и является возможным объяснением того, почему виды бактерий, живущие в нашем кишечнике, могут со временем адаптироваться, говорят ученые. Факторы окружающей среды, включая диету, оказывают определенное влияние на это явление.

Чем разнообразнее сообщество бактерий в кишечнике, тем меньше пространства для роста одного вида, что снижает вероятность развития нездоровых вариантов - тех, которые потенциально могут сбежать. Все, что влияет на это разнообразие, например, диета, может объяснить риск воспалительных заболеваний, симптомом которых иногда является "негерметичность кишечника", - говорит Майкл Палм, старший автор исследования.

Все это означает, что если мы сможем лучше понять эволюцию бактерий, мы сможем разработать и внедрить профилактические методы лечения этих проблем со здоровьем - возможно, путем воздействия на конкретные микробы до того, как они смогут вырваться на свободу.

"Эти бактерии, по сути, заранее приспособлены к существованию в органах за пределами кишечника", - говорит Палм.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.