Пробиотики усиливают действие генов на облегчение запоров, не расстраивая кишечник

В любой момент времени миллионы человек в мире страдают от приступов запора, который имеет много причин и может оказать огромное влияние на повседневную жизнь.

Функциональный запор (ФК) характеризуется повторяющимся редким стулом или затруднением его дефекации и связан со многими серьезными заболеваниями, такими как сердечно-сосудистые заболевания, болезнь Паркинсона и колоректальный рак.

Запор также оказывает двойное воздействие на кишечник. Если уже существует дисбаланс полезных бактерий, это может привести к дальнейшему уничтожению полезных микроорганизмов (или пробиотиков), которые имеют решающее значение для здоровья желудочно-кишечного тракта. Слабительные средства, обычно используемые для облегчения этого состояния, могут еще больше истощить эту популяцию микроорганизмов.

Теперь ученые нашли способ запустить перистальтику кишечника, не лишая деликатный микробиом кишечника его важнейшего микробного разнообразия и баланса – используя особый штамм пробиотика, полученный из самого кишечника.

Исследователи из Университета Цзяннань, Университета Хайнань и Университета Гонконга обнаружили, что кишечный пробиотик Bifidobacteria longum, который способствует расщеплению пищи и подавляет воспаление, можно использовать для облегчения запоров. Увеличив масштаб, ученые обнаружили, что некоторые штаммы B. longum содержат кластер генов abfA , который способен использовать арабинан – распространенный растительный полисахарид, который обычно не переваривается человеком и труден для использования кишечными бактериями.

Ранее было обнаружено, что B. longum снижает прибавку в весе, резистентность к инсулину и систолическое артериальное давление.

«Мы установили причинно-следственную связь между генетическим вариантом – кластером abfA – и ключевым функциональным различием пробиотика B. longum у нескольких модельных организмов, включая мышей и людей, и предоставили механистическое и экологическое понимание того, как один кластер генов может влиять на перистальтику кишечника хозяев посредством метаболизма арабинана», — сказал старший автор Цисяо Чжай из Университета Цзяннань.

Результаты были получены после выделения 185 штаммов B. longum от 354 участников, от младенцев до пожилых людей в возрасте 108 лет. Благодаря этому стал ясен генетический фактор abfA .

Когда мышам с запором давали B. longum без кластера abfA , это не оказывало никакого влияния на облегчение состояния животных. Точно так же ученые смогли предсказать частоту запоров у группы людей, основываясь исключительно на обилии abfA в их микробиоме – даже когда кластер генов был обнаружен среди других бактерий, а не у B. longum.

Для дальнейшей проверки своей гипотезы ученые провели исследование на людях, в котором одна когорта была дополнена B. longum, несущим abFa -кластер , а другая — B. longum с дефицитом abFa. Результаты показали, что добавка abFA улучшила использование арабинана бактериями, увеличила количество полезных метаболитов кишечника и облегчила запоры.

Важно отметить, что плюсы не сочетались с минусами, часто сопровождающими облегчение запоров, такими как уменьшение количества здоровых кишечных микробов – что распространено при использовании слабительных.

Результаты также показывают, что пробиотик сам по себе не может обеспечить одинаковую пользу от одного человека к другому из-за уникального состава индивидуального микробиома кишечника.

«Пробиотические штаммы часто были эффективны на животных моделях, но не прошли клинические испытания на людях или были плохо проверены на людях», — сказал Цзячао Чжан из Хайнаньского университета. «Для трансляционных исследований срочно необходимы исследования, подтверждающие концепцию, основанные на человеческой когорте в сочетании с данными исследований на животных».

Здесь было обнаружено, что кластер abfA является ключевой мишенью для лечения запоров у людей, что полностью изменило эффективность B. longum при тестировании на людях.

«В совокупности это исследование выявило и систематически охарактеризовало ключевой генетический фактор, ответственный за использование арабинана, который решил одну важную проблему в области пробиотиков, а именно широко распространенную, но неизвестную специфичность штамма в эффективности лечения пробиотиками», — сказал Ши Хуан из Университета Гонконга.

Ученые полагают, что ключевой кластер abfA не только открывает путь к разработке более широкого спектра эффективных пробиотиков для здоровья кишечника, но и сам по себе может быть важным ключом к распространенности и диагностике проблем кишечника, помимо запоров.

Исследование было опубликовано в журнале Cell Host & Microbe.