Mikrobiálna tmavá hmota môže ovplyvniť hladinu cholesterolu u ľudí

V najtemnejších častiach sveta, kde svetlo nedokáže zablokovať nevyspytateľnú hojnosť hviezd, vyhľadať. Vesmír stále osvetľuje menej škvŕn, ako je baktérií na svete, skrytý pred zrakom, celý vesmír v jednom ľudskom čreve.

Je známych mnoho druhov, Páči sa mi to E. coli , ale mnoho ďalších, niekedy sa označuje ako „mikrobiálna temná hmota, „zostaň nepolapiteľný.

Vieme, že tam je, kvôli tomu, ako to ovplyvňuje veci okolo. “

Doug Kenny, Ph.D. kandidát na Vysokej škole umení a vied

Kenny je spoluautorom novej štúdie v Bunkový hostiteľ a mikrób to trochu osvetľuje túto mikrobiálnu temnú hmotu:druh črevných baktérií, ktoré môžu ovplyvniť hladinu cholesterolu u ľudí.

„Metabolizmus cholesterolu týmito mikróbmi môže hrať dôležitú úlohu pri znižovaní koncentrácií cholesterolu v črevnom a krvnom sére, má priamy vplyv na ľudské zdravie, “povedala Emily Balskus, profesor chémie a chemickej biológie na Harvardskej univerzite a spoluautor Ramnika Xaviera, hlavný člen skupiny Broad, spoluriaditeľ Centra informatiky a terapeutiky na MIT a vyšetrovateľ General Hospital v Massachusetts. Novoobjavené baktérie by jedného dňa mohli pomôcť ľuďom zvládnuť hladinu cholesterolu diétou, probiotiká, alebo nové ošetrenia založené na individuálnych mikrobiómoch.

Podľa Centier pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) v roku 2016, viac ako 12 percent dospelých v USA vo veku 20 rokov a starších malo vysokú hladinu cholesterolu, rizikový faktor krajiny, ktorá je prvou príčinou úmrtí:srdcové choroby. Len polovica z tejto skupiny užíva lieky ako statíny na zvládnutie hladiny cholesterolu; aj keď sú tieto lieky cenným nástrojom, nefungujú pre všetkých pacientov a aj keď zriedkavé, môže mať vedľajšie účinky.

„Nehľadáme striebornú guľku na riešenie kardiovaskulárnych chorôb, "Kenny povedal, „Ale je tu ešte jeden orgán, mikrobióm, ďalší systém v hre, ktorý by mohol regulovať hladinu cholesterolu, o ktorom sme ešte neuvažovali. “

Prasacia lagúna

Od konca 19. storočia, vedci vedeli, že sa niečo deje s cholesterolom v čreve. Viac ako desaťročia, práca priblížená k odpovedi. Jedna štúdia dokonca našla dôkaz o baktériách konzumujúcich cholesterol žijúcich v lagúne ošípaných. Títo mikróby však radšej žili v ošípaných, nie ľudia.

Predchádzajúce štúdie sú ako prípadový súbor indícií (jedno laboratórium z roku 1977 dokonca izolovalo oznamovací mikrób, ale vzorky sa stratili). Jednou z veľkých indícií je koprostanol, vedľajší produkt metabolizmu cholesterolu v čreve. „Pretože mikrób z prasacej lagúny taktiež tvoril koprostanol, “povedal Balskus, „Rozhodli sme sa identifikovať gény zodpovedné za túto aktivitu, dúfajúc, že ​​podobné gény nájdeme aj v ľudskom čreve. “

Medzitým, Damian Plichta, výpočtový vedec na Broad Institute a spoluautor prvého diela s Kennym, hľadal stopy v súboroch ľudských údajov. Stovky druhov baktérií, vírusy a huby, ktoré žijú v ľudskom čreve, musia byť ešte izolované a popísané, povedal. Takzvaná metagenomika však môže výskumníkom pomôcť obísť krok:Namiesto toho, aby ste najskôr lokalizovali druh baktérie a potom zistili, čo dokáže, môžu analyzovať bohatstvo genetického materiálu nachádzajúceho sa v ľudských mikrobiómoch, aby zistili, aké schopnosti tieto gény kódujú.

Plichta krížovo odkazoval na údaje masívneho mikrobiómového genómu so vzorkami ľudskej stolice, aby zistil, ktoré gény zodpovedajú vysokým hladinám koprostanolu. „Z tohto obrovského množstva korelácií " povedal, „Priblížili sme niekoľko potenciálne zaujímavých génov, na ktoré by sme potom mohli nadviazať.“ Medzitým, potom, čo Balskus a Kenny sekvenovali celý genóm baktérie ošípaných konzumujúcich cholesterol, vyťažili údaje a objavili podobné gény:signál, že sa zbližujú.

Ľudské spojenie

Potom Kenny zúžil ich hľadanie ďalej. V laboratóriu, vložil každý potenciálny gén do baktérií a testoval, ktoré vyrábajú enzýmy na štiepenie cholesterolu na koprostanol. Nakoniec, našiel najlepšieho kandidáta, ktorý tím pomenoval gén črevného steroidného metabolizmu A (IsmA).

"Teraz by sme mohli korelovať prítomnosť alebo neprítomnosť potenciálnych baktérií, ktoré majú tieto enzýmy, s hladinou cholesterolu v krvi zozbieranou od rovnakých jedincov," "povedal Xavier. Použitím súborov údajov o ľudských mikrobiómoch z Číny, Holandsko a Spojené štáty, zistili, že ľudia, ktorí majú vo svojom mikrobióme gén IsmA, majú v stolici o 55 až 75 percent menej cholesterolu ako ľudia bez nich.

„Tí, ktorí majú túto enzýmovú aktivitu, majú v zásade nižší cholesterol, “Povedal Xavier.

Objav, Xavier povedal:môže viesť k novým terapeutikám-ako „biotický kokteil“ alebo priame dodanie enzýmov do čreva-, ktoré pomôžu ľuďom zvládnuť hladinu cholesterolu v krvi. Najprv je však potrebné urobiť veľa práce:Tím mohol identifikovať zásadný enzým, ale stále musia izolovať zodpovedného mikróba. Musia dokázať nielen koreláciu, ale aj príčinnú súvislosť-že mikrób a jeho enzým sú priamo zodpovedné za znižovanie cholesterolu u ľudí. A, potrebujú analyzovať, aký účinok má coprostanol, vedľajší produkt reakcie, má na ľudské zdravie.

„To neznamená, že zajtra dostaneme odpovede, ale máme prehľad, ako to urobiť, “Povedal Xavier.

• Multidisciplinárne pediatrické aerodigestívne centrá poskytujú lepšie výsledky so zníženými nákladmi
• Antibiotikum X-206 účinné proti SARS-CoV-2 in vitro