Об этом корреспондент "РГ" беседует с профессором Валерием Даниленко, заведующим отделом генетических основ биотехнологии Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН.
Считается, что бум микробиома начался с удивительного эксперимента американских ученых. Они взяли бактерии из кишечника худых мышей и пересадили их "толстякам", и те начали быстро терять вес. Это исследование сразу стало мировой сенсацией. Говоря образно, человек открыл для себя планету бактерий, как Колумб открыл Америку. Сегодня с микробиомом связаны большие надежды на победу над многими болезнями и старением. Давайте представим это наше почти все.
Валерий Даниленко: Если раньше науке было известно всего несколько сотен видов бактерий, населяющих кишечник, то сейчас счет идет уже на тысячи. Их удалось выявить благодаря новым методам исследования геномов, суперкомпьютерам и цифровым технологиям. Считается, что в кишечнике находится около 2-3 кг бактерий в зависимости от массы человека. Эти тысячи видов делятся на рода, семейства и т.д. Последний уровень - это штаммы, их уже сотни тысяч. Интересно, что совокупность генов в этих бактериях в 100 раз больше, чем в геноме человека.
Бактерии находятся в симбиозе с нашим организмом, участвуют во многих его функциях. Можно без преувеличения сказать, что благодаря им мы выживаем. Ведь "свои" бактерии защищают нас от чужаков, в том числе и смертельно опасных.
Члены этого семейства все полезные или, как говорится, в семье не без урода? Есть вредные?
Валерий Даниленко: Есть безусловные полезные, а есть условно-патогенные. Они могут долгое время "спать", но в определенных условиях, получив какой-то сигнал от организма или внешней среды, проснуться и активно вытеснять полезных. Тогда начинаются проблемы со здоровьем.
Сегодня специалисты называют микробиом кишечника вторым мозгом человека. Многих такая аналогия, прямо скажем, шокирует. Кажется, эти два понятия совершенно несовместны.
Валерий Даниленко: Впервые микробиом кишечника назвал вторым мозгом известный британский ученый Майкл Гершон в конце 90-х годов прошлого века. И тогда многих ученых это заявление действительно шокировало. Понадобилось более 15 лет, чтобы термин стал общепринятым. Почему? Выяснилось, что микробиом кишечника вырабатывает все те же вещества, нейромедиаторы и гормоны, что и нейроны мозга, а также клетки энтеральной нервной системы. Это, в частности, гормон удовольствия дофамин, гормон серотонин и другие. Более того, все эти "визитеры" из кишечника легко преодолевают гематоэнцефалический барьер, который не пропускает в мозг многие вещества, в том числе и лекарства. Словом, второй мозг в кишечнике признан научным фактом. Это еще один орган человека.
А зачем вообще кишечнику вырабатывать "мозговые" нейромедиаторы? Может, он дублер мозга? Запасной вариант, на экстренные случаи, когда мозгу их не хватает?
Валерий Даниленко: Так сложилось в ходе эволюции. Является ли микробиом дублером или нет? Иногда он точно не дублер, а управленец. Ведь микробиом - это первая линия, где организм встречается с внешней средой. И не только, когда работает с пищей. Например, когда из-за сильного стресса наш мозг впадает в ступор, то именно микробиом первым выдает ему сигнал, что делать. Как отвечать на стресс. Словом, микробиом влияет на все, что с нами происходит, включая наше поведение, когнитивные свойства, заболевания. Так что в термине "второй мозг" нет никакого преувеличения.
Сегодня наука уже знает, что такое идеальный микробиом, а что аномалия?
Валерий Даниленко: Да, наука знает, каким должен быть микробиом здорового человека. Конечно, "идеалы" для разных этнорегиональных групп и для разных возрастов разные. В нашем институте мы предложили классификацию "нормы" для разных популяций людей и для каждого человека персонально, в зависимости от возраста. В итоге определили так называемую сигнатуру. Это восемь ключевых видов бактерий, которые вырабатывают важнейшие для поддержания здоровья вещества - иммуномодулирующие, противовоспалительные, нейромодулирующие и т.д. В эту восьмерку входят, в частности, лактобактерии, бифидобактерии, аккермансии, фекалибактерии и др. При отсутствии даже одного из них могут "проснуться" свои условные патогены или проникнуть в организм чужеродные вредные бактерии, провоцируя различные болезни.
Еще Гиппократ говорил: мы то, что мы едим. Что сейчас в очередной еще раз подтверждается ситуацией с микробиомом. Ведь он, прежде всего, зависит от нашего меню. Но люди на планете живут в самых разных условиях, едят самую разную пищу. Неужели в каждом живет именно эта обязательная стабильная восьмерка микробов?
Валерий Даниленко: Да, если человек здоров, то набор ключевых видов бактерий в кишечнике примерно одинаковый. Разница только в их соотношении. Кстати, были проведены исследования микробиома сельских жителей и горожан России и других стран. Оказалось, что по микрофлоре горожан российского города, американского и европейского в значительной степени схожи. То есть на уровне кишечника мы видим результат глобализации, которая сегодня охватила мир. Люди в разных точках планеты потребляют одну и ту же синтетическую, сильно обработанную пищу, используют антибиотики и т.д. Поэтому у них какие-то полезные бактерии "задавлены", зато буйным цветом расцветают условно-патогенные. Нарушение баланса вызывает самые разные болезни. И совсем иная картина у селян. У них микробиом близок к норме, выработанной многолетней адаптацией к данному региону.
Итак, наука знает, что такое микробиом здорового человека и может выявить аномалии. Отсюда напрашивается следующий шаг: создать аналог периодической системы: вот такая комбинация бактерий - вот такая болезнь.
Валерий Даниленко: На данный момент такой однозначной зависимости нет. Ведь каждый человек очень специфичен, а задача очень многофакторная. Поэтому предстоит огромная работа, и, прежде всего, нужна статистика по большому числу людей. Но перспектива уже сейчас понятна: каждый должен иметь паспорт своих бактерий. Это позволит на самой ранней стадии, когда еще нет очевидных симптомов болезни, обнаружить, что ваша микрофлора стала сдвигаться в сторону такой-то болезни.
Сейчас в мире происходит бум исследований микробиома, выходит огромное количество статей. Например, мы изучаем его связь с нейродегенеративными болезнями, в частности, аутизма детей. Уже установлено, что есть корреляция между этой болезнью и определенной комбинацией из восьми микробов, а также их генов. Эта работа была опубликована в журнале Nature Neuroscience в июле этого года. Сейчас эти исследования продолжаются.
И все же давайте проясним ситуацию. Вот у человека есть конкретная болезнь. Изучаем его микробиом и видим, что в значимой восьмерке микробов нарушена "здоровая комбинация". Какие-то параметры вышли за критические пороги. Что делать? Вроде бы ответ очевиден - поправить дисбаланс. Запустить в организм порцию недостающих микробов. И прощай болезнь! Кстати, сегодня на рынке уже предлагаются пробиотики, которые, как утверждают продавцы, исправляют микробиом и избавляют от болезней.
Валерий Даниленко: Простая схема - нет конкретной бактерии, добавили и вылечили - напрямую не работает. Ведь эта "восьмерка" - только вершина айсберга. Не буду вдаваться в детали, скажу только, что вся игра с коррекцией микробиома идет на уровне штаммов бактерий, а их сотни тысяч. Какой из них нарушен у больного, это сложнейший вопрос, и сейчас биомедицинская наука это изучает.
Теперь о пробиотиках. Да, их можно купить в аптеках. По сути, это всевозможные БАДы. Как утверждают производители, они являются чуть ли не панацеей от многих недугов человека. Но как они действуют и против каких заболеваний, неизвестно. Такой стрельбой по воробьям можно принести больше вреда, чем пользы. Поэтому нужно создавать лекарства, так называемые фармабиотики, у которых известен механизм борьбы с конкретными болезнями. Они должны пройти все стадии доклинических и клинических испытаний, доказана их эффективность и безопасность. Только тогда их можно признать лекарствами и рекомендовать для применения.
Это позиция ученого, но люди не хотят ждать. Они хотят получить эффект здесь и сейчас. Такой спрос удовлетворяет реклама, которая предлагает проверку и коррекцию микробиома. Причем это не какие- то "темные" фирмы, а известные научные организации. Кстати, эксперимент с худыми и толстыми мышами продемонстрировал самый простой способ победить ожирение. Пересадили толстякам бактерии худых, и минус килограммы...
Валерий Даниленко: Что можно демонстрировать на крысах, далеко не всегда приемлемо для человека. Представьте, что вы взяли у донора все его бактерии и тем или иным способом пересадили их больному. Как показывает практика, подобные опыты - это большой риск. Один из главных - отторжение. Ведь в нашем кишечнике уже живут "аксакалы", их признала наша иммунная система. И естественно, что она с большой неохотой впускает чужаков. У человека поднимается температура, появляются другие нежелательные реакции.
Более того, уже известны смертельные случае после таких пересадок. Ведь организм здорового донора может помимо полезных бактерий нести и патогены, скажем, у него может быть склонность к онкологии. Словом, здесь пока много белых пятен. Задача ученых, понять, какие виды бактерий можно запускать в данный организм, как, в каком количестве и т.д. А какие бактерии для него категорически запрещены. Рисковать можно только в самом крайнем случае, когда у человека тяжелейшая форма болезни и все испробованные методы лечения не помогли. Этим сейчас занимается во многих странах так называемая фекальная трансплантология.
В целом можно сказать, что сегодня в микробиоме видят колоссальные возможности для прорыва в медицине. Судя по масштабам работ во всем мире, скоро появится большой ассортимент фармабиотиков, которые будут лечить от разных болезней, вплоть до самых опасных. У человека будет паспорт микробиома. Периодически сверяя его с реальностью, можно при необходимости заранее вносить необходимые коррективы. Уже сейчас происходит переход от пробиотиков БАДов к фармабиотикам на основе живых биотерапевтических препаратов и постбиотиков. На рынке есть полдюжины таких препаратов, включая "психобиотики", и около 500 находятся на стадии доклинических и клинических исследований. В России такие исследования также успешно проводятся, в том числе и в Институте общей генетики РАН.
А можно, перефразируя Гиппократа, сказать, мы - это состояние нашего микробиома?
Валерий Даниленко: Думаю, знаменитый врач не стал бы с этим спорить. А в завершение хочу обратить внимание на важнейший момент. Несколько дней назад президент страны подписал документ о развитии природоподобных технологий. Работы с микробиомом именно такая технология. Надеемся, что в планируемой Концепции природоподобных технологий микробиом человека и как источник фармакологически активных веществ, в том числе для создания специализированных продуктов питания, и как объект для коррекции болезней займет достойное место.