Трансплантація фекальної мікробіоти і пероральне призначення бактерій продовжили життя мишам з прогерією (передчасним старінням) і поліпшили показники їх здоров'я. До таких втручань вчені вдалися після вивчення кишкової мікрофлори мишей і людей з прогерією і її порівняння з мікрофлорою довгожителів. Стаття опублікована в.
Наразі відома низка ефектів кишкової мікробіоти на здоров'я. Так, у ссавців вона впливає на почуття насичення, може захищати від патогенів, бере участь у травленні та синтезі вітамінів, вторинних жовчних і короткочіпочкових жирних кислот. Відомий її зв'язок з ожирінням, цукровим діабетом 2 типу, серцево-судинними захворюваннями, неалкогольною жировою хворобою печінки, раком і відповіддю на протиракову терапію.
Раніше вчені досліджували профіль кишкової мікробіоти у довгожителів, але її зміни при синдромах передчасного старіння і вплив на такі стани описані не були. Прогерією називають дуже рідкісні генетичні розлади, які проявляються ознаками старіння в дуже ранньому віці. Найбільш вивчений синдром прогерії Хатчінсона-Гілфорда (СПХГ) успадковується за аутосомно-домінантним типом.
Клеа Барсена (Clea Bárcena) з Університету Ов'єдо в Іспанії та її колеги задалися метою дізнатися, чи існують в кишечнику специфічні дисбіози, які можна пов'язати з прогероїдними синдромами, і який ефект на мишей з прогерією можуть надавати зміни в їх мікробіомі.
Спочатку вчені вирішили розібратися, наскільки актуальним показником є профіль кишкової мікробіоти при прогерії, чи можна виділити його характерні риси. Для цього вони провели дослідження на мишах і на людях. Вони порівняли метагеноми бактерій, що живуть у кишечнику мишей лінії (модель СПХГ) і мишей дикого типу. На першому місяці життя дані обох груп мишей були схожими, але з четвертого виявлялися помітні відмінності. Наприклад, у швидко старіючих мишей зменшувалася кількість бактерій пологів і на тлі збільшення кількості протеобактерій і ціанобактерій. Аналогічні результати вчені отримали, повторивши дослідження на мишах (іншої моделі СПХГ).
Далі автори перевірили, чи виявляється специфічний дисбіоз в кишечнику у пацієнтів з прогерією. Вони вивчили кал чотирьох дітей з СПХГ і їх здорових братів і сестер, також вивчили фекальний мікробіом дитини з синдромом Нестора-Гільєрмо і його сім'ї. Незважаючи на невелику кількість зразків, результати говорили на користь того, що навколишнє середовище робить на мікробіом кишечника більший вплив, ніж прогерія. Подальший аналіз показав зменшення кількості бактерій роду і збільшення кількості ряду клостридій. Вчені зробили висновок, що дисбіоз посилюється з часом як у мишей, так і у людей з прогерією.
Вчені припустили, що люди з винятковою тривалістю життя можуть бути носіями мікробіома, який може покращувати здоров'я інших. Їхні знахідки узгоджуються з попередніми дослідженнями: у довгожителів вони виявили великі кількості бактерій і і низький рівень протеобактерій порівняно з контролем.
Далі вчені встановили, чи будуть довше жити миші з прогерією, якщо їм змінити мікробіом. У цій частині роботи мишей розділили на чотири групи по 11 особин. Мишам з групи лікування провели трансплантацію фекальної мікробіоти (ТФМ) від здорових мишей дикого типу. У контрольній групі були тварини, які не зазнавали якихось втручань. Миші третьої групи отримали ТФМ від більш старих мишей, а в четвертій групі була проведена симуляція трансплантації мікробіоти.
Хворі миші, які отримали бактерій від здорових, демонстрували поліпшення стану, прогерія сповільнювалася. Це виявлялося уповільненням втрати ваги, нормалізацією рівня глюкози в крові, а також пом'якшенням деяких інших симптомів. Головне, миші з групи лікування жили в середньому на 13,5 відсотків довше контролю (160 днів проти 141 дня).
У третій групі тансплантація не призвела до прискорення старіння, але у мишей спостерігалися порушення обміну речовин: вони витрачали менше енергії і набирали вагу, у них був вище рівень глюкози в крові. Подібні результати були отримані і на мишах.
Вивчення кишкового метагеному як у мишей, так і у людей показало зменшення кількості при синдромі передчасного старіння. Крім того, раніше в експериментах на тваринах використання цієї бактерії позитивно впливало на обмін речовин і покращувало відповідь на імунотерапію. Тому вчені вважали за доцільне перевірити, чи може призначення поліпшити здоров'я мишей і продовжити їм життя. Збільшення тривалості життя порівняно з контролем у цьому випадку виявилося дещо меншим, ніж при ТФМ, в середньому не більше 10 днів. На думку вчених, це свідчить про захисну роль мікроорганізму при прискореному старінні. Вони пояснюють цей вплив посиленням експресії гена, утовщенням слизової оболонки кишківника і поліпшенням її загоєння.
Щоб уточнити інші можливі механізми, які стоять за поліпшенням здоров'я мишей і збільшенням тривалості їх життя після ТФМ, вчені провели профілювання метаболому кишкової мікробіоти мишей дикого типу, мишей і мишей, які отримали трансплантат. Після аналізу відмінностей автори припустили, що позитивну роль може відігравати посилення синтезу вторинних жовчних кислот.
Хейді Запата (Heidi Zapata) з Єльського університету, яка вивчала мікробіом людей при старінні і вікових патологіях, назвала дослідження цікавим, але застерегла від передчасного проектування його результатів на людей. "Я не думаю, що ми близькі до набуття таблетки, яку могли б ковтати ми. Але враховуючи важливість мікробіома, це передзнаменує майбутні можливості ", - сказала вона.
Раніше в невеликому дослідженні вчені показали, що пероральний прийом людьми може знижувати ризик хвороб серця і цукрового діабету при метаболічному синдромі. Також вчені описали зміни мікробіома при фіброміалгії і продемонстрували полегшення симптомів аутизму у невеликої групи дітей, які отримали ТФМ.