Zwykłe pokarmy zmieniają bakterie jelitowe, wpływając na wirusy
Grupa naukowców zbliżyła o krok do idei żywności jako leku. Zidentyfikowali pewne popularne produkty spożywcze, które zmieniają nasz mikrobiom.
W dzisiejszej nauce żywność i bakterie jelitowe to dwa tematy, które z pewnością wzbudzają zainteresowanie i debatę. Oba są oczywiście ze sobą powiązane, a nowe badanie koncentruje się na niektórych subtelnościach tej relacji.
Brak zdrowej populacji bakterii jelitowych zagraża naszemu zdrowiu; to samo dotyczy sytuacji, gdy nie stosujemy zdrowej diety. Jednak naukowcy nie do końca rozumieją dokładny wpływ określonych pokarmów na bakterie jelitowe.
Ta luka w wiedzy wynika po części z niewiarygodnej złożoności mikrobiomu. Jednym z czynników powodujących zmętnienie wody są bakteriofagi lub w skrócie fagi.
Fag
Fagi to wirusy atakujące tylko bakterie. W jelitach te wirusy przewyższają liczebnie oszałamiająco liczne bakterie jelitowe.
Każdy fag atakuje tylko określony typ bakterii, co oznacza, że może wpływać na poziom bakterii jelitowych. Fagi potrzebują bakterii do życia, więc jeśli nie ma bakterii, fagi nie mogą przeżyć.
Oznacza to, że każda żywność, która ma wpływ na fagi, może wpływać na bakterie jelitowe i odwrotnie. Na przykład, jeśli populacja jednego typu fagów wzrośnie, bakterie, które zjadają, zmniejszą się, potencjalnie tworząc miejsce dla rozmnażania się innego gatunku bakterii.
W ten sposób wirusy mogą wpływać na cały mikrobiom - przycinając jeden gatunek, zapewniają przestrzeń do wypełnienia przez inne gatunki.
Przejście z proroka
Większość fagów w jelitach występuje w postaci uśpionej - ich DNA jest zintegrowane z genomem bakterii. W tej formie nazywane są prorokami.
Naukowcy zidentyfikowali pewne związki, które powodują powrót proroków do ich aktywnej formy. Kiedy tak się dzieje, setki nowych fagów wyrywają się z komórki bakteryjnej, zabijając gospodarza i atakując inne bakterie; związki te obejmują sos sojowy, nikotynę i niektóre antybiotyki, takie jak cyprofloksacyna. Do chwili obecnej lista związków promujących fagi jest stosunkowo krótka.
Niezbędne jest odkrycie, które substancje chemiczne napędzają aktywność fagów. Ponieważ fagi atakują i zabijają bakterie, jeśli zrozumiemy, jak nimi manipulować, mogą działać jako silne, naturalne antybiotyki.
Niedawne badanie miało na celu rozszerzenie listy związków indukujących aktywność fagów. Naukowcy z San Diego State University w Kalifornii opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Mikroby jelitowe. Mają nadzieję, że ich wyniki wprowadzą „możliwość stosowania diety do celowego kształtowania mikrobiomu jelitowego człowieka poprzez indukcję profagii”.
„Moglibyśmy faktycznie poradzić sobie z pewnymi warunkami, dostosowując żywność, którą spożywamy, co wpłynie na różnorodność mikroorganizmów, co z kolei wpłynie na zdrowie i choroby”.
Pracownik naukowy Lance Boling
Aby to zbadać, naukowcy wybrali szeroką gamę związków, które mogą wpływać na aktywność fagów. Wybrali szereg bakterii z dwóch typów powszechnie występujących w jelitach: Bacteroidetes i Firmicutes. Obejmowały one zarówno korzystne, jak i patogenne szczepy bakterii.
Ze 117 związków spożywczych zawęzili swoje poszukiwania do zaledwie 28. Naukowcy zaobserwowali wzrost bakterii w obecności każdego konkretnego związku; obserwowali również jego wzrost bez związku jako kontroli. Następnie zastosowali cytometrię przepływową, proces, który jest wystarczająco czuły, aby wykryć niewyobrażalnie małe cząsteczki wirusa.
Które pokarmy mają wpływ na fagi?
Spośród 28 kandydatów 11 związków wytwarzało poziomy cząsteczek wirusa z szybkością wyższą niż kontrole, co oznacza, że wpływały one na aktywność fagów.
Niektóre z najbardziej znaczących wzmocnień fagowych wystąpiły w obecności goździka, propolisu (związku wytwarzanego przez pszczoły), mącznicy lekarskiej (znanej również jako kinnikinnick lub mącznica lekarska) i aspartamu.
Najsilniejszym induktorem profaga była stewia, która jest substytutem cukru pochodzenia roślinnego. W przypadku niektórych gatunków szczepów bakteryjnych stewia zwiększyła liczbę cząstek wirusa o ponad 400%.
I odwrotnie, niektóre pokarmy zmniejszyły liczbę cząsteczek wirusa; przede wszystkim były to rabarbar, paproci (rodzaj włoskiego likieru), kawa i oregano.
Aby skomplikować sprawę, niektóre związki zwiększały aktywność faga związaną z niektórymi bakteriami, ale zmniejszały aktywność faga w stosunku do innych; związki te obejmują pastę do zębów, ekstrakt z pestek grejpfruta i granat.
Według autorów jednym z najsilniejszych pokarmów przeciwbakteryjnych był ostry sos tabasco, który „ograniczał wzrost wszystkich trzech gatunków [żołądkowo-jelitowych], z wyjątkiem oportunistycznego patogenu P. aeruginosaśrednio o 92%. ”
Tabasco zawiera ocet, ale kiedy testowali sam ocet, zmniejszył on wzrost bakterii tylko o 71%. Uważają, że kapsaicyna - korzenny związek zawarty w chili - może wyjaśniać dodatkowe właściwości przeciwbakteryjne. Jednak w eksperymentach z tabasco nie znaleziono żadnych cząstek wirusa, więc jest mało prawdopodobne, aby fagi były zaangażowane.
Przyszłość
Te ustalenia są ważne. Naukowcy wiedzą teraz, że mikrobiom może wpływać na nasze zdrowie fizyczne i psychiczne; może również powodować stan zapalny i zwiększać ryzyko raka. Jeśli naukowcy mogą wymyślić, jak zmienić mikrobiom w określony sposób, teoretycznie mogą usunąć lub zmniejszyć to ryzyko.
Jak wyjaśnia jeden z autorów, Forest Rohwer, „Zdolność zabijania określonych bakterii bez wpływu na innych sprawia, że związki te są bardzo interesujące”.
Nowa lista związków nie jest oczywiście wyczerpująca, jak mówi Rohwer: „Prawdopodobnie istnieją tysiące związków, które byłyby przydatne w eliminowaniu niepożądanych bakterii”.
Autorzy mają nadzieję, że naukowcy będą kontynuować ten kierunek. Wyjaśniają również, że naukowcy będą musieli spróbować odkryć mechanizmy molekularne, które przełączają faga z nieaktywności na aktywność.
