Автор: Нина Башкирова

Ведя беспощадную борьбу с вирусами и бактериями, мы недооцениваем возможностей микроорганизмов и, по сути, воюем против себя. Мы даже не правильно представляем, кто мы такие и почему печалимся, любим и болеем. А ведь это они, микробы, живущие внутри, управляют нашим поведением, здоровьем и даже, как выяснилось – судьбой. О микробиоте, как она взаимодействует с нашим телом и мозгом, а также о новой вакцине от коронавируса COVID-19, созданной на основе полезных бактерий, я беседую с заведующим отделом молекулярной микробиологии ИЭМ, членом-корреспондентом РАН, д.м.н., профессором Александром Суворовым.

– Александр Николаевич, почему человек должен считаться с каким-то микробом и вообще знать о его существовании в организме?

– То, что мы привыкли считать собой – это не совсем мы, а также и сообщество огромного количества различных микроорганизмов, которые живут своей жизнью, общаются, поддерживают друг друга. Их так много, что наши собственные клетки не составляют и одного процента от того количества клеток микроорганизмов или внеклеточных структур – бактерий, вирусов, простейших, архей, которые населяют организм. Бактерии нас кормят, стимулируют работу головного мозга, кишечника и других органов, они дают нам витамины, помогают употреблять в пищу то, что мы никогда не смогли бы употреблять. Никогда не замечали, если испытываешь чувство голода, то покупаешь продуктов намного больше, чем можешь съесть? Это происходит не потому, что мы думаем, какие мы голодные, а потому что в кишечнике живут до двух килограммов бактерий, которые требуют питания – они и посылают сигналы в головной мозг: «Убей мамонта, чтобы нас накормить!»

— Значит, мы кормим не только себя, но и бактерии?

– С одной стороны, мы кормим их, с другой – они нас. Первые потребители пищи – бактерии, живущие в ротовой полости и расщепляющие пищу. Этот процесс продолжается в кишечнике, где обитает более пятисот видов бактерий, вырабатывающих полезные и жизненно важные для организма вещества. Например, бактерии Аkkermansia muciniphila питаются слизью, выстилающей стенку кишечника, тем самым создавая защитный барьер от патогенов. Их сейчас активно изучают и используют в качестве пробиотика в борьбе с ожирением и другими заболеваниями. Еще один вид бактерий, проживающих в кишечнике – Faecalibacterium prausnitzii. Это самые мощные производители так называемых короткоцепочечных жирных кислот, которые являются основным элементом питания для нашего собственного эпителия, и они же посылают сигналы в головной мозг. Почему сейчас так часто говорят о средиземноморской диете? В зелени, салатах и фруктах содержится большое количество пищевых волокон, которые мы сами не можем расщеплять. Для нас их шинкуют бактерии F aecalibacterium prausnitzii, используя как источник собственной энергии и перерабатывая в цепочечные жирные кислоты. Получается, чтобы накормить эпителий кишечника, нам нужно сначала накормить бактерии – съесть салат и получить волокна, которые порубят бактерии, чтобы образовать цепочечные жирные кислоты, а мы уже воспользуемся плодом их ферментативной деятельности. Так и происходит взаимовыгодный обмен.

– Как бактерии влияют на настроение?

– Микроорганизмы вырабатывают огромное количество гормонов и гормональных аналогов, таких как серотонин и норадреналин. Вы замечали, что в плохом настроении особенно хочется сладкого? Это бактерии «отправляют нас в магазин», требуя углеводов, чтобы переработать их и произвести аналог гормона радости – серотонина, тем самым поднимая наш дух. Не только настроение зависит от состава микробиоты, но и микробиота меняется под воздействием эмоций, а особенно – стресса. Все знают, что некоторые студенты перед экзаменом страдают «медвежьей болезнью». Почему это происходит? Когда организм выбрасывает гормоны стресса, бактерии тут же реагируют и стараются быстро покинуть хозяйский «дом», в котором им стало некомфортно жить.

– Бегут, как крысы с тонущего корабля?

– Наш организм и есть огромный микробный корабль. Даже кожа вся покрыта микроорганизмами, среди которых есть микроскопические насекомые – они питаются отмершими клетками эпидермиса. Микроорганизмы, обитающие в кишечнике, ведут очень насыщенную жизнь: имеют свою иерархию, разделение функций, помогают друг другу и даже испытывают взаимные симпатии. Бактерии ведь как люди, имеют две главные потребности – еда и воспроизводство. Поэтому они выбирают тех, кого любят и собираются вокруг одной ключевой бактерии, создавая свою команду. Она будет изгонять и уничтожать всех нежелательных особей микромира. Такая команда называется энтеротип. По составу микробиоты весь микромир делится на три основные энтеротипа. Кстати, и влечение людей друг к другу можно объяснить разными энтеротипами их микробиоты. Глубокий поцелуй между влюбленными – не что иное, как полезный с точки зрения эволюции обмен микробиотой. Когда у обоих нашлись сходные энтеротипы бактерий, поцелуй становится приятен, и тогда, собственно, возникает любовь. Если энтеротипы разные – влюбленности не будет, скорее, появится неприятие. Поэтому, если люди не подходят друг другу по составу микробиоты – ничего хорошего между ними не случится.

– Как формируется этот удивительный мир в нашем организме?

– К трехлетнему возрасту устанавливается равновесие между нашими клетками и клетками нашей микробиоты, которое остается постоянным в течение всей жизни. Тогда мы и научаемся отличать свое от чужого. Все те килограммы микроорганизмов, обитающих в кишечнике, воспринимаются нашей системой иммунитета как друзья и необходимый компонент, поэтому она нас старается поддерживать и не допускать «врагов». В нашем организме есть даже противоопухолевые бактерии. Знаменитый американский хирург Вильям Коли еще в конце 19 века использовал ее для лечения больных раком. Он делал инъекции с этой бациллой, она вызывала лихорадку, а на ее фоне люди избавлялись от опухоли. Сейчас мы активно занимаемся этим вопросом.

– Лечение онкологических заболеваний с помощью бактерий кажется фантастикой.

– На самом деле, нет. На фоне онкологических заболеваний нарушается состав микробиоты. Ученые пытаются разобраться в роли микроорганизмов – они являются сопутствующими или триггерами, включающими патологические каскады, приводящие к развитию опухолевых заболеваний. Мы уже пытаемся помогать людям с онкологией. Если препараты с бактериями использовать вовремя – после химиотерапии, операции и приема антибиотиков, которые сопровождают лечение, можно восстанавливать микробиоту и резко уменьшать процент осложнений и улучшать состояние этих пациентов.

– Где именно занимаются клиническими применением пробиотиков?

– Нашим институтом экспериментальной медицины совместно с Медицинским исследовательским центром им. Алмазова создан Научный центр мирового уровня (НЦМУ), в котором занимаются вопросами персонифицированной медицины и лечением различных патологических состояний. Первое, что мы пытаемся лечить с использованием бактерий, это широко распространенные заболевания, связанные с метаболическими нарушениями – диабет второго типа, атеросклероз и ожирение. Все они являются следствием нарушения состава микробиоты. Руководитель отдела физиологии приехал из Франции, чтобы заниматься борьбой с ожирением через полезные микроорганизмы. Одна из его задач – совершенствование продуктов бактериальной деятельности для лечения метаболических нарушений.

– Какие еще болезни можно будет лечить с помощью пробиотиков?

– Практически все соматические заболевания протекают с нарушением микробиоценоза. С использованием так называемых полезных бактерий – пробиотиков – можно многие заболевания лечить или по крайней мере облегчать состояние пациентов. У нас есть целый комплекс работ по лечению такого тяжелого нейро-дегенеративного состояния, как рассеянный склероз. Мы даем этим пациенты полезные бактерии и у них улучшается состояние.

– В то же время люди принимают много антибиотиков. Как это отражается на балансе микроорганизмов?

– То, что человек употребляет безумное количество антибиотиков – это еще полбеды, но мы кормим антибиотиками сельскохозяйственных животных. Больше всего антибиотиков используют пчеловоды – изготовители меда, они дают их пчелам. Все это попадает в организм человеку не только при употреблении продуктов, но и через сточные воды. Куриное мясо просто нашпиговано антибиотиками. Вы, наверное, замечали, что есть молоко, которое невозможно заквасить – оно может месяц стоять!

– Как изменился состав микрофлоры человека в течение десятилетий?

– Сильно изменился. Врачи вспоминали, что, когда в конце второй мировой войны стали использовать пенициллин, исцеление больного со стафилококковым сепсисом происходило буквально сразу, «на кончике иглы». Сейчас 99, 9% всех стафилококковых инфекций устойчивы к пенициллину. Это значит, что мы изменили мир микробов. Презирая и не уважая этот микромир, человечество получает от микробов ответный удар. Все знают, что в нашем кишечнике обитает кишечная палочка. Но появились бактериальные штаммы кишечной палочки, вызывающие заболевания, которые уже нечем лечить. Возбудители кишечной палочки сегодня оснащены генами лекарственной устойчивости, которые мы выработали у них. Совсем недавно были зафиксированы случаи смертельных исходов от этих заболеваний. И теперь ее называют супербактерией. И это без всякого коронавируса! Бактерии восстают против нас. Сейчас на первый план вышли те бактерии, которые одновременно являются и представителями нашей естественной микробиоты. В американском сленге даже есть высказывание «выстрели себе в ногу». Убивая эти микроорганизмы, мы убиваем другие бактерии, которые нам жизненно необходимы.

– Но уже меняется отношение к антибиотикам, их стараются меньше назначать, отпускают по рецептам.

– Да, люди постепенно понимают, что возникли реальные сложности с применением антибиотиков. Но сейчас и классическая вакцинология оказалась в замешательстве. Ведь она основана на использование ослабленного или убитого возбудителя заболевания, который помогает сформироваться иммунитету против заболевания, вызванного этим патогеном. Но сегодня нашими «врагами» стали представители собственной микрофлоры. Тогда против кого мы должны формировать иммунитет? Согласно этой теории, против собственной микробиоты. А этого делать нельзя. Поэтому нужно создавать такие вакцины, которые позволяли бы из микробиоциноза удалять не всех подряд, а только врагов. Как искусственный интеллект, распознающий лица в транспорте, вакцины должны распознавать патогенов и их элиминировать. Вот тогда человечество сделает новый шаг в этой борьбе.

– И его уже сделали создатели векторных вакцин от коронавируса?

– Да, это первая ласточка. Коронавирусы циркулировали в нашей популяции всегда, но они имели другие свойства, были не столь заразные и не вызывали такой летальности. Поэтому надо было создавать такие вакцины, которые были бы направлены не на все коронавирусы, а только на белки нового КОВИД -19. Векторные рекомбинантные вакцины как раз так и устроены. На поверхности коронавируса выбираются самые доступные для системы иммунитета антигены и на их основе делается вакцина с тем, чтобы антитела узнавали исключительно эти антигены. Правда остаются вопросы, как она проявит себя в будущем и насколько сохранится иммунитет.

– Вакцина, разработанная в вашей лаборатории, основана на том же принципе?

– Принцип тот же, но есть существенное отличие. Вектором, то есть носителем белка коронавируса, у нас является кокковая бактерия, которая в обилии населяет наш кишечник. На поверхность энтерококка мы помещаем белок коронавируса, делаем закваску на молоке и получаем кефир. Употребляя его, человек приобретает бактерию с антигеном, и его иммунитет вырабатывает антитела на чужеродный белок. Сначала образуются иммуноглобулины класса M , а через 30-35 дней – классов A и G . Особенность вакцины в том, что защита от инфекции происходит во рту и кишечнике, то есть во входных воротах инфекции. На это и делается расчет – не пустить вирус дальше. Поэтому вакцина эффективна на ранних этапах в качестве профилактики заболевания. Но при высокой концентрации вируса в воздухе он может проскочить вглубь организма, тогда вакцина не поможет. Кстати, в Канаде идут аналогичным путем, создавая вакцину от коронавируса.

– Насколько она безопасна?

– Энтерококк, который мы используем, абсолютно безопасен. В норме в кишечнике содержится миллиард энтерококков. Среди них есть и патогенные – такие, как кишечная палочка. Поэтому в качестве платформы мы взяли энтерококки, которые давно, еще в советское время, где-то с 70-х годов, адаптировали к пищевым продуктам и использовали в качестве продуктов питания для людей. Молочнокислый энтерококк дают даже недоношенным новорожденным в первые дни жизни, и малыши начинают быстро набирать вес. Мы выделили этот бактериальный штамм, полностью генетически охарактеризовали, показали его множественные полезные свойства и проверили его безопасность в прямых доклинических исследованиях. В связи с тем, что COVID -19 относится к высокопатогенным вирусам, вакцину невозможно проверить на добровольцах. Но мы все, сотрудники лаборатории, выпили этот кефирчик, и побочных эффектов не наблюдали.

– В каком виде она будет распространяться?

– Мы думаем, что вакцину можно будет выпускать в виде БАД – так ее проще зарегистрировать.

– Возвращаясь к иммунитету, который создает микробиота, как ее поддержать в расчете на естественный отпор коронавирусу?

– Сотрудниками нашего института разработан пробиотический энтерококк L 3, который уже показал хорошие результаты для поддержания иммунитета и профилактики инфекций. Он выпускается в драже и жидких формах, которые особенно хороши для защиты от коронавируса.

– И потреблять средиземноморскую диету?

– Главное, прислушиваться к себе – организм знает и сам подскажет, что ему нужно. Ведь даже средиземноморская диета не всем подходит. Мы сейчас занимаемся исследованиями по персонификации подбора продуктов в зависимости от состава микробиоты. Сегодня мы можем сделать полный анализ состава микробиоты, с чем чтобы разобраться, какие микроорганизмы присутствуют и каких недостает человеку. Сам тест делается просто. Сложность состоит в интерпретации этих данных и рекомендациях для конкретного человека. Пока это выглядит как многостраничный анализ состава микробиоты с мягкими рекомендациями. А перед нами теперь стоит задача – на основе этих данных вырабатывать конкретные рекомендации, какие продукты есть, чтобы восстановить нормальную микрофлору. Хотя сегодня это уже можно делать с помощью персонифицированной микробной терапии. Мы выделяем у человека его собственные бактерии, отдельно от организма их выращиваем и приготавливаем из них молочнокислые закваски или создаем капсульные продукты, помогающие восстановить микробиоту. Можно сдать микробиоту, которая у нас будет храниться и при необходимости, когда нарушается баланс микроорганизмов, отдельно принимать и восстанавливать ее состав.

Источник: Гиппократы XXI века, ЯндексДзен