Temna mikrobna snov lahko vpliva na raven holesterola pri ljudeh

V najtemnejših delih sveta, kjer svetloba ne prepreči neizmernega obilja zvezd, Poglej gor. Še vedno je manj pik, ki osvetljujejo vesolje, kot je bakterij na svetu, skrito pred očmi, celo vesolje v samo enem človeškem črevesju.

Znanih je veliko vrst, kot E. coli , ampak še veliko več, včasih imenovana tudi "mikrobna temna snov", "ostajajo nedosegljive.

Vemo, da je tam, zaradi tega, kako vpliva na stvari okoli sebe. "

Doug Kenny, doktor znanosti kandidat na Visoki šoli za umetnost in znanost

Kenny je prvi avtor nove študije v Gostitelj celic in mikrob ki osvetljuje delček te mikrobne temne snovi:vrste črevesnih bakterij, ki lahko vplivajo na raven holesterola pri ljudeh.

"Presnova holesterola s temi mikrobi ima lahko pomembno vlogo pri zmanjšanju koncentracij holesterola v črevesju in krvnem serumu, neposredno vplivajo na zdravje ljudi, "je rekla Emily Balskus, profesor kemije in kemijske biologije na univerzi Harvard in soavtor z Ramnikom Xavierjem, osrednji član družbe Broad, so-direktor Centra za informatiko in terapevtiko na MIT in raziskovalec v Splošni bolnišnici Massachusetts. Na novo odkrite bakterije bi lahko nekega dne pomagale ljudem pri uravnavanju ravni holesterola s prehrano, probiotiki, ali nove terapije, ki temeljijo na posameznih mikrobiomih.

Po podatkih Centrov za nadzor in preprečevanje bolezni (CDC), leta 2016, več kot 12 odstotkov odraslih v ZDA, starih 20 let in več, je imelo visoko raven holesterola, dejavnik tveganja za vzrok smrti številka ena v državi:bolezni srca. Le polovica te skupine jemlje zdravila, kot so statini, za uravnavanje ravni holesterola; čeprav so takšna zdravila dragoceno orodje, ne delujejo za vse bolnike in čeprav redko, imajo lahko stranske učinke.

"Ne iščemo srebrne krogle za reševanje bolezni srca in ožilja, "Kenny je rekel, "obstaja pa še en organ, mikrobiom, še en sistem, ki bi lahko uravnaval raven holesterola, o katerem še nismo razmišljali. "

Svinjska kanalizacijska laguna

Od poznih 1800 -ih, Znanstveniki so vedeli, da se nekaj dogaja s holesterolom v črevesju. Več desetletij, delo se je približalo odgovoru. Ena študija je celo našla dokaze, da bakterije, ki porabljajo holesterol, živijo v laguni za odplake prašičev. Toda ti mikrobi so raje živeli v prašičih, ne ljudje.

Predhodne študije so kot spis primerov namigov (en laboratorij iz leta 1977 je celo izoliral kontrolni mikrob, vendar so bili vzorci izgubljeni). En velik namig je koprostanol, stranski produkt presnove holesterola v črevesju. "Ker je v lagunskem mikroorganizmu iz lagune iz kanalizacije nastala koprostanol, "je rekel Balskus, "Odločili smo se, da bomo identificirali gene, odgovorne za to dejavnost, v upanju, da bomo v človeškem črevesju našli podobne gene. "

Medtem pa Damian Plichta, računalniški znanstvenik na Inštitutu Broad in prvi avtor s Kennyjem, iskal namige v naborih človeških podatkov. Na stotine vrst bakterij, viruse in glive, ki živijo v človeškem črevesju, še ni treba izolirati in opisati, rekel je. Toda tako imenovana metagenomika lahko raziskovalcem pomaga obiti korak:namesto da najprej locirajo vrsto bakterij in nato ugotovijo, kaj lahko stori, lahko analizirajo bogastvo genskega materiala, ki ga najdemo v človeških mikrobiomih, da ugotovijo, katere sposobnosti ti geni kodirajo.

Plichta je navzkrižno referenciral ogromne podatke o genomih mikrobiomov z vzorci človeškega blata, da bi ugotovil, kateri geni ustrezajo visokim koncentracijam koprostanola. "Iz te velike količine korelacij, " rekel je, "povečali smo nekaj potencialno zanimivih genov, ki bi jih nato lahko spremljali." Medtem pa potem ko sta Balskus in Kenny sekvencirala celoten genom svinjske bakterije, ki porablja holesterol, so minirali podatke in odkrili podobne gene:Signal, da so vse bližje.

Človeška povezava

Nato je Kenny še bolj skrčil njihovo iskanje. V laboratoriju, vsak potencialni gen je vstavil v bakterije in preizkusil, kateri encimi razgrajujejo holesterol v koprostanol. Sčasoma, našel je najboljšega kandidata, ki ga je ekipa poimenovala gen za presnovo črevesnih steroidov A (IsmA).

"Zdaj bi lahko prisotnost ali odsotnost potencialnih bakterij, ki imajo te encime, povezali s koncentracijo holesterola v krvi pri istih posameznikih, "je dejal Xavier. Z uporabo podatkovnih nizov človeških mikrobiomov iz Kitajske, Nizozemska in ZDA, odkrili so, da imajo ljudje, ki v svojem mikrobiomu nosijo gen IsmA, od 55 do 75 odstotkov manj holesterola kot tisti brez njih.

"Tisti, ki imajo to encimsko aktivnost, imajo v bistvu nižji holesterol, "Je rekel Xavier.

Odkritje, Xavier je rekel, bi lahko privedlo do novih zdravil-na primer "biotičnega koktajla" ali neposredne dostave encimov v črevesje-za pomoč ljudem pri uravnavanju ravni holesterola v krvi. Toda najprej je treba opraviti še veliko dela:ekipa je morda identificirala ključni encim, vendar morajo še vedno izolirati odgovorne mikrobe. Dokazati morajo ne le korelacijo, ampak tudi vzročnost-da sta mikrob in njegov encim neposredno odgovorna za zniževanje holesterola pri ljudeh. In, analizirati morajo, kakšen učinek ima koprostanol, stranski produkt reakcije, vpliva na zdravje ljudi.

"To ne pomeni, da bomo jutri dobili odgovore, vendar imamo oris, kako se tega lotiti, "Je rekel Xavier.

• Multidisciplinarni pediatrični aerodigestivni centri zagotavljajo boljše rezultate z nižjimi stroški
• Antibiotik X-206, učinkovit proti SARS-CoV-2 in vitro