Фото: Unsplash. Автор: National Institute of Allergy and Infectious Diseases
В недавней статье, опубликованной в журнале Cell, исследователи раскрыли проблемы перевода результатов исследований микробиома в практические клинические испытания. И это оказалось не так-то просто!
Микробиом человека — это целый мир микроорганизмов, живущих в нашем кишечнике. Представьте себе: триллионы крошечных существ, каждое со своей «работой». Одни помогают переваривать пищу, другие — вырабатывают важные вещества, а некоторые, как выяснилось, даже влияют на нашу нервную систему. Удивительно, правда? Учёные давно заметили связь между нарушениями в составе микробиома (называемыми «дисбиозом») и различными заболеваниями: от ожирения до болезни Паркинсона. Но вот вопрос, который не даёт им спать по ночам: дисбиоз — это причина болезней или их следствие?
«Несмотря на большое количество исследований, чёткая микробная ‘подпись’ у пациентов с синдромом раздражённого кишечника (СРК) до сих пор не определена», — отмечают авторы статьи. И действительно, сложно понять, что на что влияет: болезнь на микрофлору или наоборот?
За последнее десятилетие технологии секвенирования микробиома шагнули далеко вперёд. Если раньше исследователи работали с небольшими выборками из одного центра, то теперь — с огромными наборами данных из разных уголков мира. Это как перейти от лупы к электронному микроскопу!
Современное полногеномное секвенирование позволяет получить в тысячи раз больше информации при гораздо меньших затратах. А мультиомные подходы (метатранскриптомика, метапротеомика) открывают новые горизонты понимания взаимодействия микробиома и человека. Но даже с этими продвинутыми технологиями исследователи всё ещё сталкиваются с серьёзными проблемами. Например, образцы кала, которые обычно используются в исследованиях, могут не отражать состав микробиоты слизистой оболочки кишечника. А географические различия в составе микробиома усложняют интерпретацию результатов.
Что же делать? Авторы статьи предлагают сосредоточиться на доклинических испытаниях с использованием различных моделей: от клеточных культур до животных моделей. Эти методы уже доказали свою эффективность в разработке лекарств от рака и иммунных нарушений.
Модели in vitro (клеточные линии, органоиды), ex vivo («орган-на-чипе») и in vivo (животные модели) позволяют изучать причинно-следственные связи на разных уровнях сложности системы. Хотя, конечно, между мышью и человеком — дистанция огромного размера! И анатомически, и физиологически, и иммунологически. «Эти модели дают ключевые представления о сложных взаимодействиях между различными микробными сообществами и между ними и физиологией хозяина», — подчёркивают исследователи. В конечном счёте, понимание этих взаимодействий может привести к разработке эффективных микробиомных терапевтических средств.
Исследователи предлагают систематический и итеративный подход к преодолению существующих ограничений. Они подчёркивают, что процесс должен включать повторное тестирование и уточнение гипотез, переходя от одной экспериментальной модели к другой, когда это необходимо. Одним словом, от теории к практике — путь непростой, но крайне увлекательный. И кто знает, может быть, в недалёком будущем мы будем лечить болезни, просто корректируя свой микробиом?