Полезные пробиотики становятся вредными, попадая в кишечник

В последнее время всё больше учёных начинает сомневаться в пользе пробиотиков – функциональных живых микрокультур, которые, как правило, содержатся в специальных добавках и молочных продуктах.

Производители подобных товаров уверяют, что "бактериальная профилактика" улучшает здоровье и функционирование кишечника. На самом же деле пробиотики не оправдывают звание полезных микроорганизмов: их эффективность, согласно последним данным, сильно преувеличена. Более того, избыток пробиотиков может даже влиять на способность ясно мыслить.

Копилку разоблачающих научных работ пополнило новое исследование американских учёных. Команда из Медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе установила, что полезные микроорганизмы, попадая в кишечник, могут со временем превращаться в бесполезные и даже вредные.

Специалисты поясняют, что в микробном мире размыта грань между "светлой" и "тёмной" стороной. Бактерии способны быстро адаптироваться к новым условиям, изменяя своё поведение. И пробиотики – не исключение.

"Если мы собираемся использовать живых существ в качестве лекарства, мы должны признать, что они адаптируются [к новой среде]. Это значит, что то, что попадает в ваш организм, не обязательно останется тем же даже через пару часов. Это не причина отказаться от разработки терапии на основе пробиотиков, но это причина убедиться, что мы понимаем, как и при каких условиях они меняются", – рассказывает ведущий автор работы профессор Гаутам Дантас (Gautam Dantas).

Его команда решила подробно изучить поведение широко распространённого пробиотического штамма кишечной палочки E. coli Nissle 1917.

Учёные наблюдали за тем, как эти пробиотики ведут себе в кишечнике мышей. Грызунов разделили на четыре группы и формировали у них различные типы микробиоты. У одной группы кишечное сообщество было разнообразным и здоровым; у второй группы была микробиота с ограниченным разнообразием, характерная для нездорового кишечника; у третьей группы микробиота также утратила некоторые виды бактерий из-за лечения антибиотиками; у четвёртой группы был "чистый" кишечник, лишённый микроорганизмов.

При этом часть животных из каждой группы получала обычный корм с высоким содержанием клетчатки, вторая часть – пищу, богатую жирами и сахаром (имитация "западной диеты"), а третью часть кормили и той, и другой пищей. Также грызуны получали пробиотическую добавку.

Спустя пять недель специалисты проанализировали ДНК полезных бактерий из кишечника мышей.

Пробиотики в организме здоровых животных, питавшихся нормальной пищей, не продемонстрировали явных изменений. А вот у бактерий, попавших в кишечник мышей с менее здоровыми рационами питания и менее разнообразной микробиотой были отмечены адаптивные изменения.

Так, при "западном" рационе пробиотики мутировали, чтобы питаться большим количеством сахаров разных типов. А те микроорганизмы, которые сталкивались с антибиотиками, быстро развили устойчивость к ним.

Между тем некоторые "полезные" бактерии приобрели способность поедать кишечную слизь, что наносило ущерб здоровью "хозяина".

"На здоровом фоне с большим [микробным] разнообразием мы не заметили значимых адаптаций, возможно, потому, что это тот самый фон, к которому привык штамм E. coli Nissle. Но следует помнить, что пробиотики не так уж часто используются людьми со здоровой микробиотой. Мы будем использовать их у больных людей, чьи микробиота не так разнообразна. И это, кажется, условие, когда пробиотик будет эволюционировать", – отмечает соавтор работы Аура Феррейро (Aura Ferreiro).

Впрочем, учёные настроены оптимистично. Они получили ценные знания, которые помогут разработать персонализированные подходы к лечению различных болезней и расстройств кишечника.

"Эволюция – это данность. Всё будет развиваться. Нам не нужно бояться этого. Мы можем использовать принципы эволюции, чтобы разработать лучшее терапевтическое средство, которое будет тщательно адаптировано для людей, которые в нём нуждаются. Это возможность, а не проблема", – уверен Гаутам Дантас.

Собственно, первый шаг в этом направлении его команда уже сделала. На основе полученных данных исследователи разработали пробиотическую терапию расстройства под названием фенилкетонурия. Пациенты с таким заболеванием не способны метаболизировать фенилаланин – аминокислоту, которая в высоких концентрациях может вызывать повреждения головного мозга. Такие люди вынуждены придерживаться строгой диеты, поскольку опасное для них соединение содержится во многих продуктах.

Учёные снабдили бактерии E. coli Nissle геном, который отвечает за расщепление фенилаланина. При помощи генетических модификаций мышей лишили возможности самостоятельно перерабатывать это вещество, а затем накормили их пробиотиками с новой "способностью". Спустя всего день уровни фенилаланина снизились у некоторых грызунов в два раза (продукты распада начали выводиться с мочой).

Примечательно, что после недели такой терапии учёные не выявили у пробиотиков признаков каких-либо адаптаций. Поэтому команда надеется, что новая стратегия "бактериального лечения" будет безопасной и эффективной хотя бы в течение коротких периодов времени.

В дальнейшем специалисты намерены изучить возможность биоинженерных "настроек" и других пробиотиков.

Научная статья по итогам этой работы опубликована в журнале Cell Host and Microbe.

Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о, пожалуй, самом необычном пробиотическом продукте – пиве с полезными бактериями, которое укрепляет иммунитет.