Химические сигнатуры кишечных бактерий, которые обнаруживаются в моче, можно использовать для прогнозирования реакции организма на «вредную» диету.
Ученые обнаружили, что определенные соединения, вырабатываемые микробами в кишечнике мышей, можно использовать, чтобы показать, какие животные подвержены большему риску ожирения или развития заболеваний, таких как диабет или сердечно-сосудистые заболевания.
Группа, возглавляемая учеными из Имперского колледжа Лондона и INSERM UMRS 1138 в Париже, проверила мочу мышей на наличие ряда этих микробных соединений, обнаружив, что определенные ключевые химические признаки могут точно предсказать, как животные будут реагировать на диету с высоким содержанием жиров. до того, как они получили это.
По словам исследователей, полученные результаты являются еще одним важным элементом головоломки в том, как микробиом – экосистема бактерий, живущих в нашем пищеварительном тракте – помогает формировать наше здоровье и может привести к индивидуализированным диетам для пациентов, основанным на составе их кишечника. Флора.
Диеты с высоким содержанием жиров являются основной причиной ожирения и связанных с ним заболеваний, таких как диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Однако данные предыдущих исследований показывают, что разные люди, соблюдающие одну и ту же диету с высоким содержанием жиров, могут иметь разные результаты, что затрудняет определение универсальной «здоровой диеты».
Предыдущие исследования показали, что сотни видов бактерий и других микробов, населяющих наш кишечник, работают с нашими собственными клетками, выполняя ряд функций, и что этот микробный сад может формироваться тем, что мы едим или какие лекарства принимаем, например как антибиотики.
В последнем исследовании, опубликованном в Cell Reports, исследователи использовали генетически похожих мышей, чтобы подчеркнуть роль кишечных бактерий в том, как организм реагирует на изменения в диете и их влияние на здоровье.
"Мы знаем, что наша окружающая среда и генетика могут влиять на наш риск ожирения и болезней, но влияние этих сообществ бактерий, живущих внутри нас, менее изучено," сказал д-р Марк-Эммануэль Дюма из отделения хирургии & Рак в Imperial, который руководил исследованием. "Используя группу мышей с одинаковым генетическим составом, мы смогли увеличить вариабельность у животных, перешедших на диету с высоким содержанием жиров."
Перед тем, как животные перешли на диету, их моча проверялась на соединения, вырабатываемые кишечными бактериями, с помощью магнитно-резонансной спектроскопии, давая мышам профиль химических сигнатур, генерируемых метаболитами из их микробиомов.
Команда обнаружила, что после того, как мышей перевели на ту же диету с высоким содержанием жиров, у них был ряд результатов: некоторые животные набирали больше веса, чем другие, или становились менее толерантными к глюкозе – один из ранних предупреждающих признаков диабета.
Анализ показал, что ключевые химические признаки в их моче предсказывали некоторые результаты, такие как изменения в поведении, увеличение веса и толерантность к глюкозе. Было показано, что одно соединение, в частности, триметиламин-N-оксид (ТМАО), предсказывает толерантность к глюкозе.
Профессор Джереми Николсон, заведующий хирургическим отделением & Рак в Imperial объяснил: "Когда микробиом развивается в раннем возрасте, мы начинаем с очень небольшого количества ошибок, приобретая больше бактерий из окружающей среды по мере развития. Это означает, что небольшие различия в местной среде могут привести к большому разнообразию с точки зрения микробиома."
"Это исследование является еще одним захватывающим примером способности микробиома влиять на хозяина в отношении основных рисков для здоровья," сказал профессор Николсон. "Это показывает, что ценность диеты определяется не только вашими генами, но и генами кишечных микробов. Эта работа имеет значение во многих различных областях, поэтому она так интересна."
Старший исследователь исследования доктор Доминик Гогье из INSERM-Paris и приглашенный профессор Imperial добавил: "Мы склонны считать, что ожирение вызвано плохими генами или плохими генами, взаимодействующими с плохой окружающей средой. Наши результаты показывают, что микробиом кишечника организма может управлять адаптацией к диетическим проблемам в отсутствие генетических вариаций. Они подчеркивают необходимость более глубокого физиологического и молекулярного фенотипирования людей в крупномасштабных генетических исследованиях."
Результаты будут изучены в дальнейшем в рамках продолжающегося большого клинического исследования с участием 2000 пациентов, в котором изучаются детали их образа жизни, диеты, лекарств и других факторов, а также их микробиом. Собрав воедино все эти данные и основываясь на предыдущих выводах, они смогут выявить, как люди реагируют на различные диеты и как их микробиомы влияют на результат.
По словам исследователей, есть надежда, что в будущем профиль пациента можно будет составить из образцов мочи и крови и использовать для прогнозирования, на какую диету он будет лучше всего реагировать.
"Наши результаты показывают, что измеряя количество метаболитов в моче до смены диеты, мы можем предсказать, какие животные станут толстыми и станут нетерпимыми к глюкозе, а какие – нет," добавил доктор Дюма. "Эти открытия открывают действительно сильные перспективы для разработки персонализированных диет и использования наших кишечных бактерий для укрепления здоровья."