В блогах о здоровье и на сайтах, посвященных диетам, антиоксиданты часто преподносятся как панацея для здоровья кишечника. Однако история микробиома кишечника и его роли в развитии заболеваний более туманна, чем это представляется в большинстве новостей.
Изначально в поисках объяснения, почему в тонком кишечнике вероятность развития рака гораздо ниже, чем в толстом, исследователи из Израиля изучили, как микробиомы мышей взаимодействуют с мутациями в белке, подавляющем опухоли, p53. Обычно p53 является лучшей защитой клетки от рака. Генетически мутировавшие версии этого белка, как правило, столь же сильны, но обычно они способствуют росту рака, а не подавляют его. Однако когда ученые изучили рост рака у мышей с мутировавшим p53, они обнаружили, что кишечные бактерии существенно меняют последствия мутации.
Исследование, опубликованное недавно в журнале Nature, показывает, что мутант p53 оказывал ожидаемый эффект в толстом кишечнике: мыши выращивали там тонны опухолей. Но та же мутация, похоже, имела противоположный эффект в тонком кишечнике: мутант p53 фактически предотвращал рост опухолей. Главная переменная между двумя видами кишечника - бактерии - кажется, является ключевой. В то время как в толстом кишечнике обитает множество колоний бактерий, в тонком кишечнике их очень мало.
Чтобы подтвердить, что именно микробиом способствует росту опухоли, исследователи назначили мышам антибиотики, чтобы уничтожить микрофлору их кишечника, и повторили эксперимент. В отсутствие микробиома мутант p53 неожиданно перестал оказывать стимулирующее рак действие.
То, что одна мутация может дать два противоположных эффекта, было удивительно, говорит Йинон Бен-Нериах, иммунолог и исследователь рака в Еврейском университете Иерусалима, который также был ведущим автором статьи. - "У этой мутации два лица, как у доктора Джекила и мистера Хайда".
Затем исследователи захотели понять, что именно в этих микробах и их химическом составе стимулирует рост рака. "Мы проверили множество групп бактериальных метаболитов", - говорит Бен-Нериах, - "и в итоге остановились только на одной группе: полифенолы".
Полифенолы - это один из видов антиоксидантов. Они содержатся в чае, кофе, вине, а также в различных фруктах и овощах. Они также являются побочным продуктом метаболизма бактерий в кишечнике как мыши, так и человека. И они обнаружили, что один конкретный полифенол, галловая кислота, оказался главным виновником. Когда команда устранила кишечные бактерии у мышей, а затем ввела им галловую кислоту, полученная картина роста опухоли выглядела так, как будто весь микробиом был нетронут.
"Я думаю, это очень интересно, - говорит Джун Сан, гастроэнтеролог из Университета Иллинойса, которая не принимала участия в исследовании. Мы уже давно знаем, что микробиом способен изменять сложные биологические пути, говорит она, но "эта статья продвигает эту область дальше, рассматривая, как микробиом кишечника может переключать функцию раковой мутации p53... демонстрация такой реверсивной функции метаболита просто поразительна".
Галловая кислота может способствовать росту рака в толстой кишке мышей, но это не означает, что мы все должны повернуться и начать избегать продуктов, богатых антиоксидантами. Сан говорит, что, хотя эти результаты являются новыми, будет трудно применить эти исследования к другим моделям животных, не говоря уже о людях.
"Это великолепное исследование, но пока рано утверждать о каком-либо клиническом применении", - предостерегает Сун. Ни один из экспериментов не был проведен вне мышиной модели, поэтому пытаться экстраполировать эти данные на человека, по ее словам, весьма сомнительно. Химический состав кишечника у людей значительно отличается и сложнее, чем у мышей, поэтому подтвердить этот механизм на людях будет непросто.
Есть несколько моментов, которые необходимо изучить, прежде чем утверждать, что это открытие может быть использовано в человеческих целях, говорит Сун. Сколько галловой кислоты обычно содержится в толстой кишке человека? Существуют ли другие метаболиты, которые могут функционировать аналогичным образом, но просто не существуют у мышей? И реагирует ли человеческий кишечник на мутации так же, как кишечник мышей?
"Я удивлен, что они увидели такой сильный эффект от такого относительно простого метаболита", - говорит Кертис Хаттенхауэр, вычислительный биолог из Гарварда, не участвовавший в исследовании и изучающий микробиом кишечника и воспаление. По его словам, поскольку химия микроорганизмов часто настолько сложна, что бывает трудно окончательно определить конкретные механизмы, как в данной работе, но, сосредоточившись на очень специфических обстоятельствах в относительно простой мышиной модели, они смогли отточить результат и устранить любой "шум", который мог бы исходить от более сложных животных.
Но, как и Сан, Хаттенхауэр опасается делать выводы на основе человеческих данных. "Отчасти эта статья интересна тем, что они обнаружили, что неправильные микробы присутствуют в неправильном месте у мыши, что приводит к реакции, способствующей развитию рака. Но это может быть одна из тысяч или десятков тысяч реакций, происходящих в типичном микробиоме человека".
Бен-Нериах согласен с тем, что подтверждение его выводов на людях будет нелегкой задачей. Пока что они могут только делать прогнозы, говорит он. Существует по крайней мере два штамма бактерий, которые производят галловую кислоту в толстой кишке человека - возможно, в будущем врачи смогут определять риск развития рака толстой кишки у пациента по наличию этих колоний и, возможно, советовать ему отказаться от полифенолов.
В настоящее время люди мало что могут сделать для профилактики рака толстой кишки, говорит Бен-Нериах. Поэтому, даже если микробиом человека представляет собой "смешанный мешок", это направление исследований дает многообещающий результат.
Хотя мыши - это не люди, Хаттенхауэр говорит, что "теперь мы знаем еще один химический путь, на который мы можем нацелиться и искать его у людей". Что касается того, следует ли вам пить больше или меньше чая или избегать черники из-за ее антиоксидантов, он говорит, что нам следует избегать широких огульных заявлений.
"Люди - это сплошной беспорядок", - говорит Хаттенхауэр. "Диета человека сложна, мы все разные, и у нас у всех разный образ жизни и история жизни, а значит, и разный микробиом". Мы даже не должны думать о бактериях в микробиоме как о хороших или плохих жуках, продолжает он. Скорее, речь идет о различных способах поведения микрофлоры в сочетании друг с другом: "Микробы - это просто маленькие химические мешочки".