Когда бактерии попадают в организм, им приходится многое преодолевать, чтобы заселить толстую кишку. Во-первых, они должны выживать в суровых условиях с очень небольшим количеством солей, не разрываясь (в отличие от клеток крови человека в воде). Затем они проходят через ферменты слюны и желудочную кислоту, обходят нашу иммунную систему в тонкой кишке, переключаются с контакта с кислородом на полное его отсутствие и держатся так, что их не смывает постоянный ток кишечника наружу.
Во время 62-го ежегодного собрания Биофизического общества, состоявшегося 17-21 февраля в Сан-Франциско, штат Калифорния, Каролина Тропини, научный сотрудник Стэнфордского университета с докторской степенью, представила свою работу по изучению того, как бактерии, живущие в кишечнике, реагируют на общие меняется в пределах их среды обитания.
Как микробы, живущие в наших телах и на них, тесно связаны с нашим здоровьем? «Они производят соединения, которые мы не можем производить, и молекулы, которые они производят, легко всасываются в нашу систему крови - так же, как лекарство, которое мы принимаем внутрь», - сказал Тропини. «Изменения в бактериях, которые живут в нашем кишечнике, связаны с заболеваниями, начиная от рака толстой кишки и заканчивая неврологическими расстройствами. Итак, моя цель - изучить, как сообщества бактерий реагируют на физическое окружение хозяина и изменяют его в здоровом и болезненном состоянии».
Во-первых, Tropini вводит обычное безрецептурное лекарство мышам, чтобы изменить среду их кишечника. Затем она измеряет, какие виды бактерий выживают после изменения, используя методы секвенирования ДНК.«Идея состоит в том, что мы можем сказать, из какой бактерии [ДНК] происходит, секвенируя только небольшую область очень консервативного гена, который немного различается между видами», - объяснил Тропини..
Tropini измеряет, как изменилась среда кишечника, и воссоздает ее упрощенную версию в лаборатории; количество бактерий в новой среде обитания; и физиологическая реакция бактерий - если они растут быстрее или медленнее, или производят разные белки.
Каковы были результаты? «В краткосрочной перспективе бактерии впечатляюще способны противодействовать изменениям… но в условиях жесткой конкуренции любой недостаток [или изменение среды] может сыграть важную роль в изменении бактериального состава кишечной флоры», - сказал Тропини. «Бактериальные виды, которые составляют большую часть - даже до половины - кишечного сообщества, могут вымереть при даже незначительном изменении окружающей среды, потому что они не могут конкурировать со всеми другими видами в этой новой среде."
Что это говорит о последствиях для здоровья? Хотя последствия этих изменений не совсем ясны, «вымирание бактерий трудно компенсировать, и это может оставить нас с сообществом кишечных микробов с меньшей функциональностью», - сказал Тропини. «Понимая, как сообщества бактерий реагируют на общие изменения в их физической среде, мы можем разрабатывать пробиотики и методы лечения, направленные непосредственно на более слабые части сообщества, чтобы сделать их более устойчивыми».