За последние пять лет Докторант МГУ Майкл Кориелл работал со своим советником, Сет Уолк, и член комитета, Тимоти Макдермотт, изучить, как микробиом кишечника человека влияет на мышьяк после его попадания в организм. Теперь, Кориелл - ведущий автор статьи, опубликованной 21 декабря в журнале. Nature Communications в котором подробно описаны его выводы о том, как микробиом кишечника важен для полной защиты от острой токсичности мышьяка.
Поскольку мышьяк возглавляет список самых токсичных химикатов Федерального агентства по регистрации токсичных веществ и заболеваний за последние 20 лет, исследования особенно важны, потому что даже хронические низкие уровни могут привести к раку или сердечно-сосудистым заболеваниям в более позднем возрасте.
Кориелл, докторант по микробиологии и иммунологии и научный сотрудник программы молекулярных биологических наук в Сельскохозяйственном колледже и колледже литературы и науки МГУ, сказал, что надеется, что его работа внесет вклад в разработку методов лечения, ориентированных на пробиотики и микробиом, которые могут снизить риск токсичности мышьяка.
"Одной из следующих серьезных проблем для исследователей микробиома будет преобразование лабораторных данных, подобных этой, в реальные решения, "сказал Кориелл, который в 2016 году получил престижную награду Рут Л. Киршштейн за индивидуальную преддипломную национальную исследовательскую службу от Национальных институтов здравоохранения.
Прошлые исследования показали, что микробы в окружающей среде могут биохимически преобразовывать естественный мышьяк в почве или горных породах - либо в менее токсичные, либо в более токсичные формы - это тема исследований Макдермотта на факультете земельных ресурсов и наук об окружающей среде МГУ в Сельскохозяйственном колледже.
Исследователи не так много знают о том, что микробы в кишечнике человека делают с мышьяком до того, как он попадает в организм. сказал Прогулка, доцент кафедры микробиологии и иммунологии МГУ и старший автор статьи.
"Есть много факторов, которые влияют на болезнь - окружающая среда человека, диета, генетика - но мы можем оценить только некоторые из этих вещей в исследованиях на людях, наблюдая за разными генотипами людей, которые придерживаются разных диет или пьют воду из разных источников, "Прогулка сказал.
Кориэлл использовал лабораторных мышей для создания экспериментального контроля, чтобы отсортировать влияние переменных. Он обнаружил, что антибиотики нарушают микробиом кишечника, позволяя большему количеству мышьяка накапливаться в тканях, вместо того, чтобы выводиться из организма.
«Это было интересное открытие, потому что оно показало, что даже при наличии некоторой микробной активности в кишечнике, мыши не так хорошо справлялись с избавлением от мышьяка и, вероятно, принимали больше его в свой организм и накапливали больше в своих тканях, "Сказал Кориелл.
Аналогичным образом пострадали мыши, выращенные без каких-либо микроорганизмов. - сказал Кориелл. Но когда были введены организмы из микробиома человека, они имели защитный эффект.
"Это был большой шаг вперед, "Прогулка сказал, «потому что мы смогли изучить мышей, свободных от микробов, и восстановить микробиомы, которые мы хотели исследовать, у разных людей. Мы обнаружили, что в зависимости от того, какой микробиом у мышей, они были защищены в той или иной степени ».
Эти результаты предполагают, что микробиом некоторых людей может быть более защищенным, чем у других. Прогулка сказал:и может ответить на вопрос, почему некоторые люди, которые пьют из общего источника воды, зараженной мышьяком, заболевают в более позднем возрасте, а другие - нет.
"Эта идея действительно не была включена ни в одно эпидемиологическое исследование или модель, "Прогулка сказал." Люди идут в это поле, но наши данные с достаточной определенностью показывают, что и микробиом, и его состав имеют значение.
"Так, чтобы предсказать, насколько вероятно развитие болезни у определенных людей, нам нужно учитывать микробиом и насколько он защищает, "Эти результаты помогают нам установить эту основу", - сказал он.
Лучшее понимание того, как микробиом защищает от токсинов, таких как мышьяк, может принести пользу общинам или деревням с загрязненными источниками воды с помощью пробиотиков или других методов лечения микробиома, тем более, что не всегда практично или возможно заменить источник воды, Прогулка сказал.
"Исследования микробиома переходят на методы лечения, ориентированные на микробиом, поскольку, как мы знаем, они играют важную роль, чистая еда и вода - большая тема здесь, в Монтане, и во всем мире, " он сказал.