2 декабря 2021 г. Джонатан Эйзен 541
Американский биолог Джонатан Эйзен описал исследования микроорганизмов, в которых принимал участие, а также технологии изучения ДНК микробов и поведал об открытиях, к которым пришли ученые в процессе своих наблюдений.
На теле человека, как и внутри него, проживает множество микробов. Мы их не видим – но их влияние на наше здоровье очень велико. Превалирующее большинство микроорганизмов несет человеку пользу, заботясь о нормальном функционировании его внутренних органов и систем. Нарушение состава микробиома, населяющего организм человека, может вести к развитию серьезных патологий. Современные методы изучения бактерий позволяют найти эффективные пути решения проблемы недостатка полезных микробов.
В возрасте 15 лет у Джонатана Эйзена начали проявляться тревожные симптомы – появилось постоянное чувство жажды и резко начал снижаться вес. Уже спустя несколько месяцев с момента первых признаков заболевания молодой и крепкий человек похудел до неузнаваемости. Его в срочном порядке доставили в больницу, где врачи диагностировали диабет первого типа. Назначенное лечение оказалось эффективным – Джонатан поправился и полностью восстановился. Но воспоминания о перенесенном заболевании во многом повлияли на всю его дальнейшую деятельность.
Во времена его юности среди врачей бытовало мнение о том, что аутоиммунные сбои, сопровождающие развитие диабета, вызываются неким болезнетворным микроорганизмом. Который, попадая внутрь тела, заставляет иммунную систему атаковать собственные клетки – тем самым, останавливая процесс выработки инсулина. И многие люди до сих пор считают всех микробов потенциально опасными.
Однако организм человека населяет огромное число микроорганизмов, несущих ему исключительно пользу. Исследования показали, что общая масса микроорганизмов, живущих в человеческом теле, превышает вес головного мозга – и превосходит число всех наших клеток в десять раз.
Изучение ДНК микробов позволило выявить видовое разнообразие микробиома. Оказалось, что внутренние органы человека не просто изобилуют бактериями, но представляют собой сложную экосистему, которую населяют множество различных групп микроорганизмов. И соотношение этих групп может напрямую влиять на здоровье человека – возможно, поэтому люди с ярко выраженными различиями микробиомов в разной степени подвержены тем или иным заболеваниям.
В своей научной деятельности Джонатан Эйзен активно прибегает к методу секвенирования ДНК микробов – тщательное изучение их генов уже стало основой множества удивительных открытий о роли микроорганизмов в здоровье человека. И один из проектов, в котором ученому довелось принять участие, касался исследований микробиома пациентов, подвергнутых пересадке подвздошной кишки.
Целью исследований был поиск наиболее эффективного решения для людей, страдающих кишечными заболеваниями. При некоторых особо тяжелых патологиях пациентам назначается пересадка органов – в данном случае, это была подвздошная кишка. Однако стандартный протокол хирургического лечения предусматривает полное очищение донорской кишки от микроорганизмов перед проведением операции. Наблюдение реципиентов в период восстановления натолкнуло ученых на мысль о том, что дефицит определенных бактерий и стал причиной развития патологии.
Результатом этого исследования стало изменение стандартной практики. И теперь в процессе подготовки донорской подвздошной кишки ее не подвергают полной стерилизации. Оставляя часть микробиома здорового человека, врачи тем самым обеспечивают восполнение организма пациента недостающими микроорганизмами.
Современное общество отличается огромной любовью к стерильности. Мы прилагаем множество усилий к борьбе с патогенными микроорганизмами – с помощью регулярных гигиенических процедур и приема лекарственных препаратов. Однако наряду с болезнетворными микробами уничтожаются и непатогенные колонии, в которых наш организм отчаянно нуждается. И это нарушение внутреннего микробиома вполне может стать причиной развития патологий – аутоиммунных заболеваний, ожирения и других недугов.
Имеющиеся научные знания подразумевают необходимость восстановления микробиома, нарушенного в ходе приема антибиотиков. Самый известный метод восполнения организма бактериями – это употребление пробиотиков. С пробиотическими препаратами и йогуртами, насыщенными полезными микроорганизмами, знакомы многие.Однако в применении пробиотиков существует один недостаток – в препараты или йогурты помещается лишь несколько видов полезных бактерий. В то время как нашему организму для нормальной жизнедеятельности требуются тысячи разновидностей микроорганизмов.
В природе зачастую наблюдается процесс поедания одними животными экскрементов других. Этот процесс получил название копрофагии – и к нему прибегают некоторые ветеринары. Они применяют в лечении колик у скота своеобразные напитки, изготовленные с добавлением фекалий здоровых животных. При этом наиболее эффективным способом введения микроорганизмов в желудок больной лошади или коровы считается заливание жидкости через фистулу.
В отдельных случаях подобная практика применима и в отношении людей – им вводят фекалии с необходимым содержанием микроорганизмов через анальное отверстие. Этот способ показал высокую эффективность в лечении определенных хронических инфекций – например, болезней, вызванных жизнедеятельностью клостридий.
Современные методы исследования ДНК микробов позволяют получить массу информации о процессах, протекающих внутри тела человека. С помощью анализа состава микробиома ученые составляют клинические картины здоровья у различных групп детей и взрослых – и обнаруживают влияние кесарева сечения, антибиотиков, чрезмерной стерильности и прочих факторов на развитие тех или иных патологий. И в дальнейшем технологии секвенирования генома сулят новые открытия, которые, вполне возможно, помогут медицине эффективно предупреждать многие болезни.
Восполнить недостаток знаний о жизни микробов призваны технологии изучения ДНК. Уже сегодня они позволили сделать множество открытий, суть которых требует пересмотра всей медицины. И вполне вероятно, что будущие исследования покажут влияние микроорганизмов не только на здоровье человека, но и на все стороны его жизни.
Джонатан Эйзен
Джонатан Эйзен – американский биолог, исследующий экологию, геном и особенности жизнедеятельности микроорганизмов. Работает в Калифорнийском университете, является главным редактором журнала PLOS Biology.
