14
ЧерВикористання сучасних технологій при дослідженні мікробіоти
Новий інструмент, розроблений вченими у Quadram Institute та Earlham Institute, допомагає краще зрозуміти складний зв’язок між кишковою мікробіотою та організмом людини. Цей інструмент буде цінним для дослідників, які намагаються зрозуміти, як мікробіота впливає на здоров’я людини, які відбуваються в організмі зміни, що призводять до розвитку різноманітних захворювань, і дозволять таким чином розробити ліки із більш точною дією.
Кишкова мікробіота людини має важливу роль у підтримці міцного здоров’я. Вона є важливою для отримання усіх поживних речовин з їжі, і стає все очевидніше, що мікробіота також відіграє певну роль при різних хронічних захворюваннях, термінальних станах і пов’язана зі способом життя. Зміни у складі мікробіоти були пов’язані з діабетом 2 типу, ожирінням та запальними захворюваннями кишечника (далі ЗЗК), але незрозуміло, як ці зміни призводять до виникнення різних станів, чи саме ці зміни є симптомом певних захворювань.
У своєму дослідження вчені зосереджували увагу на зв’язку між мікробами та їх організмами-хазяями, включаючи людину. Мікроби виділяють різноманітні речовини, які дозволяють їм «спілкуватися» і взаємодіяти з іншими білками з організму-господаря.
Щоб вирішити ці складні комунікації, науковці розробили інтегровану обчислювальну систему зв’язку під назвою «MicrobioLink». Результати їхнього дослідження опубліковані у журналі Cells. «MicrobioLink» пов’язує білки мікробів з білками організму господаря (наприклад, людини), з якими, ймовірно, взаємодіють, а потім дозволяє зробити висновки про те, як ці взаємодії впливають на клітинні процеси в організмі людини.
Досліджуючи різні набори білків, цей прилад прогнозує взаємодію між білками мікроорганізмів і білками людини на основі їх молекулярних особливостей, таких як домени та мотиви. Білок-білкові взаємодії представляють потенційно цікаві канали зв’язку між бактеріями та господарем.
Потужність «Microbiolink» полягає в тому, що можливо передбачити шляхи взаємодії цілісних організмів лише на підставі визначення характеру й особливостей білок-білкових зв’язків. Це може бути корисно при виявленні механізмів, які лежать в основі багатьох нозологій, зокрема і ЗЗК.
Для підтвердження отриманих результатів, група вчених провела тематичне дослідження. Вони брали набір білків мікроорганізмів, виявлених лише у пацієнтів із хворобою Крона, та інший набір білків, притаманний лише здоровим особам. Вчені використовували «MicrobioLink» для порівняння того, як різні набори білків впливали на один із важливих клітинних механізмів захисту – аутофагію, яка, як відомо, порушується при хворобі Крона.
Саме так науковці з’ясували, що існують чітко виокремлені сигнальні шляхи, які впливають на розвиток хвороби Крона і, зокрема, на процес аутофагії.
Ці висновки вказують на потенційний механізм, що зв’язує мікробіоту кишечника людини та хворобу Крона. Тематичне дослідження також демонструє потенціал цього приладу для перекладу зв’язку між мікробами та господарем, щоб ми могли почати розуміти їх вплив на організм, його здоров’я та ймовірний розвиток захворювання.
«В основному, ми зараз пропонуємо наукової спільноті метод зрозуміти краще, як нейтральні або корисні бактерії впливають на наше здоров’я. Це інструмент обчислювального аналізу, тому ми зробили тільки перший крок до розробки цілеспрямованих експериментальних досліджень, але сподіваємось, що це допоможе колегам скористатись наявним багатством даних різних пацієнтів та призведе до нових досліджень клінічного характеру “.
«Оскільки «MicrobioLink» є універсальним та агностистичним для організмів, він матиме застосування у громадському здоров’ї, а також в агропромисловості, для аналізу впливу мікробіома ґрунту на здоров’я рослин».
Також команда вчених прагне застосувати «MicrobioLink» для розуміння наслідків вірусу SARS-CoV-2, що стоїть за пандемією COVID-19.