Университет штата Мичиган: индол из микробиома подавляет рост кампилобактера
Оказывается, наши собственные кишечные бактерии умеют делать вещество, которое мешает жить одному из самых частых возбудителей пищевых отравлений. Речь об индоле — это небольшая молекула, которая появляется в кишечнике, когда микробы разбирают на части триптофан (аминокислоту, попадающую к нам с едой). Учёные из Университета штата Мичиган показали, что индол тормозит рост бактерии Campylobacter jejuni — в лабораториях её для краткости называют просто кампи. Работа вышла в журнале Science Advances.
Дело в том, что кампилобактер — чемпион по числу бактериальных пищевых отравлений, и при этом изучен он заметно хуже, чем другие кишечные патогены. Про сальмонеллу мы знаем многое, про кишечную палочку — тоже, а тут белых пятен хватает. Исследователи прямо говорят: новая работа помогает понять механизмы, за счёт которых эта бактерия вызывает болезнь. И отдельно отмечают, что самое интересное здесь — не сам патоген, а найденная у микробиома молекула, способная его придерживать. Это открывает дорогу к нестандартным способам ограничивать инфекцию. Не убивать бактерию антибиотиком, а просто лишить её комфортных условий.
Подсказку дала предыдущая работа той же лаборатории. На модели с хорьками выяснилось странное: воспаление кишечника, похоже, помогает кампи размножаться. Вот это и был главный парадокс. Воспаление — часть защитной реакции организма, оно должно мешать инфекции, а не подыгрывать ей. Чтобы разобраться, команда собрала мышиную модель, где воспаление можно было включать ненадолго и смотреть, что при этом меняется внутри кишечника. Изменений нашлось много, но внимание привлекло одно. Заметно просела доля бактерий, которые производят индол. Логика подсказывала: если производителей стало меньше, то и самого индола должно убавиться. Проверили — так и вышло, уровень молекулы упал. Это редкий случай, когда гипотеза подтверждается прямо в лоб, без долгих оговорок.
Дальше нужно было понять главное. Падение индола — это просто побочный эффект воспаления или реальная причина того, что патоген расцветает? Проверяли в пробирке. Кампи поместили в среду с такими концентрациями индола, какие обычно бывают в кишечнике, — и рост бактерии затормозился. Потом разобрались, почему именно. Индол вмешивается в дыхание и обмен веществ микроба. Проще говоря, бактерии становится трудно добывать энергию и пускать её в дело, а без энергии не размножишься. Получается некрасивая цепочка: воспаление выбивает индол-производящих микробов, индола становится меньше, и один из естественных сдерживающих механизмов ослабевает. Сам организм, защищаясь, невольно расчищает площадку для патогена. Такие сюжеты в микробиологии встречаются чаще, чем хотелось бы.
Корни большинства болезней надо искать в кишечнике.
Гиппократ
Следующий логичный шаг — попробовать усилить эту природную защиту. Мышам подняли уровень индола, и количество кампилобактера в кишечнике заметно упало. Потом взяли пробиотический штамм кишечной палочки под названием Ниссле 1917 — он умеет производить индол сам. Результат повторился: колонизация снизилась. Но тут возникал резонный вопрос. Может, дело вовсе не в индоле, а в том, что пробиотик просто теснит патоген, как это часто бывает с полезными бактериями? Чтобы закрыть этот вопрос, учёные сравнили обычный штамм с его версией, лишённой способности производить индол. И вот она защиты уже не давала. То есть работал именно индол, а не факт присутствия пробиотика.
Отсюда и надежда: индол, микробы-производители индола или другие подходы, поддерживающие естественные защитные механизмы микробиома, когда-нибудь могут стать дополнительным способом сдерживать инфекцию. Особенно это важно на фоне устойчивости к антибиотикам. У кампилобактера она растёт, и часть случаев лечить становится всё сложнее. Исследователи подчёркивают, что пока это фундаментальная наука — база, на которой потом кто-то построит терапию. Но направление они видят именно такое: неантибиотические способы контроля инфекции. Честно говоря, звучит разумно. Антибиотики бьют по всему подряд, включая тех самых полезных микробов, которые делают индол, — и получается замкнутый круг.
Что дальше? Команда собирается посмотреть, можно ли через питание влиять на среду в кишечнике так, чтобы инфекции было труднее. И остаётся неудобный вопрос, который сами авторы называют противоречием в основе находки. Если индол уже есть в человеческом кишечнике и умеет тормозить кампи — почему мы всё-таки болеем? Значит, патоген как-то обходит эту защиту. Возможно, он сам меняет обстановку вокруг себя. Возможно, у него есть способы переждать неблагоприятные концентрации. Именно это и планируют выяснить: как кампилобактер ведёт себя рядом с индолом при естественном заражении и что он делает с кишечной средой, чтобы ослабить её сопротивление.
