bacteriile

Dintre mii de specii de bacterii care trăiesc în tractul digestiv, oamenii de știință știu doar despre câteva care afectează în mod direct sănătatea umană. Cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și Universitatea Harvard au descoperit acum un grup de bacterii din intestin care pot metaboliza suficient colesterol pentru a afecta potențial metabolismul uman.

Un nou studiu publicat recent în Cell Host and Microbe a constatat că persoanele care au aceste bacterii în intestin au niveluri mai scăzute de colesterol din sânge.

Descoperirea sugerează că ar putea exista un motiv pentru care unele persoane să poată consuma mai mult colesterol cu ​​dieta lor, cu efect minim asupra nivelului de colesterol din sânge. De asemenea, studiul sugerează că creșterea populației acestor bacterii prin dietă, probiotice sau alte terapii poate fi într-o zi o modalitate eficientă de a menține nivelul colesterolului mai scăzut.

„Acest studiu oferă o foaie de parcurs cu privire la modul în care putem folosi genele și enzimele microbiene pentru a manipula metabolismul și pentru a afecta sănătatea umană”, a declarat Ramnik Xavier, co-autor al studiului, care este directorul programului de imunologie al Institutului. Institutul de Boli Infecțioase și Programul Microbiom, co-director al Centrului pentru Informatică și Terapeuți în Microbiomă de la MIT, cercetător la Spitalul General din Massachusetts și profesor de medicină la Harvard Medical School.

„Acest studiu completează dovezile că microbiomul este un element al puzzle-ului cu privire la motivul pentru care diferiți indivizi au niveluri diferite de colesterol”, explică Emily Balskus, coautor al studiului, profesor de chimie și biologie chimică la Harvard și membru . al Institutului larg.

Cefalee de colesterol

Ideea că bacteriile pot metaboliza colesterolul nu este nouă - la începutul anilor 1900, oamenii de știință au raportat existența bacteriilor care ar putea transforma chimic colesterolul într-un compus numit coprostanol. Bacteriile generatoare de coprostanol au fost găsite în intestinele șobolanilor, babuinilor, porcilor și chiar ale oamenilor, dar biologia acestor bacterii a fost slab studiată.

„Se știe de multă vreme că unele bacterii intestinale pot forma coprostanol din colesterol, dar nu știam ce tipuri de bacterii o fac sau cum o fac”, a spus Douglas Kenny, autorul principal al noului articol și student absolvent la Institutul Broad și Harvard.

Kenny, Balscus, Javier și colegii lor încearcă să afle dacă există o legătură între aceste bacterii și nivelul colesterolului din sânge. Dar izolarea bacteriilor care metabolizează colesterolul și creșterea lor în laborator este dificilă - multe specii găsite în microbiomul uman sunt dificil de cultivat în laborator.

Prin urmare, echipa a apelat la matrice mari de microbiomi pentru a găsi gene care ar putea fi implicate în metabolismul colesterolului. Cercetătorii au analizat microbiomii intestinali a 3.097 de persoane din Statele Unite și au secvențiat aproape 6 milioane de gene microbiene găsite în acești microbiomi. Dintre probele de microbiomi, 625 au inclus informații despre nivelurile de coprostanol găsite în fecale.

Echipa caută gene bacteriene care sunt prezente doar la persoanele care secretă coprostanol și, de asemenea, seamănă cu acele enzime de codificare care îndeplinesc funcții similare cu metabolismul colesterolului. Acest lucru duce oamenii de știință la doar patru gene care ar putea fi implicate în descompunerea colesterolului.

De acolo, cercetătorii generează genetic bacterii în laboratorul lor pentru a produce fiecare dintre cele patru enzime de interes. Acestea includ o genă numită Metabolismul scaunului intestinal (IsmA), care poate metaboliza colesterolul. Această genă, așa cum este demonstrat în datele lor genetice, se găsește într-un număr mic de bacterii legate de microbiom.

Odată ce ne-am dat seama că aceasta era gena, am decis să ne întoarcem și să privim populațiile umane și să aflăm „care este diferența dintre cineva cu acea genă din microbiom și cineva al cărui microbiom lipsește?”.

Fapte fecale

Echipa a descoperit că persoanele care aveau gena IsmA în microbiomul lor excretau cu 55-75% mai puțin colesterol în fecale decât persoanele care nu purtau gena bacteriană. În plus, persoanele cu gena IsmA au niveluri medii de colesterol din sânge, care sunt cu 0,15 mmol/l (2,7 mg/dI) mai mici decât cele fără copii ale IsmA în microbiomii lor. Acesta este un efect mediu mai mare asupra colesterolului din sânge decât alte gene umane, cum ar fi HMGCR și PCSK9, despre care se știe că modifică riscul unor niveluri ridicate de colesterol și vizează unele medicamente pentru colesterol aprobate de FDA.

Cercetătorii încearcă acum să izoleze bacteriile legate de om care transportă IsmA pentru studii suplimentare și au întrebări suplimentare cu privire la faptul dacă coprostanolul are vreun efect asupra sănătății umane. Dar sunt încrezători că rezultatele lor confirmă ideea că tipul de microbiom uman îi poate afecta sănătatea metabolică.

Scopul final pe termen lung este de a afla daca aceasta cale de coprostanol este cu adevarat direct responsabil pentru scaderea nivelului de colesterol, a spus Balscus. Daca da, ofera o puternica motivatie pentru a dezvolta unele interventii de scadere a colesterolului pe baza microbiomului.