АССОЦИАТИВНЫЙ СИМБИОЗ: НОВЫЙ РАКУРС

— Это «коренные» штаммы, которые входят в состав нормальной микрофлоры организма. Они длительно пребывают, или, как говорят микробиологи, персистируют в организме хозяина и выполняют важную функцию в его метаболизме (обмене веществ) и в защите от возбудителей инфекций.

Индигенная микрофлора — природная «кладовая» ценных штаммов бифидобактерий, которые постоянно пополняются в кишечнике человека, участвуют в микробном распознавании «свой-чужой», помогая нам и защищая нас. Мы постоянно сталкиваемся с представителями микробного мира. Когда они вызывают болезни, мы вынуждены защищаться, и во многих ситуациях нам требуется помощь. К счастью, природа позаботилась о человеке, используя для борьбы с инфекциями микроорганизмы из кишечника. Как правило, это свои, родные индигенные бактерии. Вот почему говорят, что здоровый кишечник — показатель здоровья организма.

— Индигенность тесно связана с феноменом персистенции, оба эти явления характеризуют длительное пребывание микробов в организме хозяина. Систематизировав знания о симбионтной микробиоте человека, можно определить информативные признаки «своих», «коренных» штаммов хозяина. Индигенность кишечных бифидобактерий оценивается по их адаптивному (т.е. приспособительному) потенциалу. Основные параметры адаптивного потенциала — лизоцимрезистентность и биопленкообразование, а также способность индигенных бактерий к микробному распознаванию. Микробная биопленка — слой бактериальных клеток, прикрепленных к поверхности и друг к другу и заключенных в биополимерный матрикс. Бактерии в биопленке имеют преимущества в выживании перед планктонными формами, так как защищены от повреждающих факторов внешней среды. Что же касается лизоцимрезистентности, то это один из универсальных факторов персистенции микробиоты, обеспечивающий защиту бактерий от лизоцима — фермента, разрушающего их клеточные стенки.

Персистентные свойства бифидобактерий помогают им адаптироваться и выживать в условиях толстого кишечника, где факторы врожденного иммунитета хозяина постоянно воздействуют на микроорганизмы. Микробная клетка выделяет так называемый секрет — метаболиты (химические соединения, обладающие биологической активностью), и в случае бифидобактерий и других индигенных микроорганизмов эти метаболиты корректнее рассматривать не как патогенный «антифактор», а как инструмент, обеспечивающий их устойчивость к антимикробным белкам хозяина, в том числе к лизоциму.

Предложенная нами методика микробного распознавания «свой-чужой» позволила наряду с персистенцией раскрыть важные аспекты индигенности микроорганизмов. Именно способность бифидобактерий определять «свои» и «чужие» виды при формировании микросимбиоценоза хозяина может служить индикатором их индигенности.

— Точное определение индигенности симбионтных микроорганизмов человека позволяет теоретически осмыслить знания о микроэкологии хозяина с позиции нового направления в микробиологии — инфекционной симбиологии. До последнего времени считалось, что распознавать «чужие» и «свои» штаммы способны преимущественно иммунные клетки хозяина. Но оказалось, что в процессе адаптации индигенные микроорганизмы наладили регуляторную систему, также способную контролировать иммунитет. Более того, представители нормофлоры, выполняя функцию первичного распознавания патогенных микроорганизмов, даже опережают иммунные клетки хозяина.

Смена «иммунологической платформы» в рассмотрении феномена персистенции бактерий на подход, основанный на изучении процессов адаптации микробных клеток (на примере кишечных штаммов бифидобактерий), позволила приблизиться к пониманию явления индигенности микроорганизмов. А это, на наш взгляд, существенный поворот в определении признаков «коренных», «своих» штаммов организма хозяина. Кроме того, расшифровка генома бифидобактерий подтвердила отсутствие генов, связанных с негативным (патогенным) действием на организм человека, т.е. биобезопасность исследуемых штаммов. При этом были выявлены гены, связанные с продукцией метаболитов — неотъемлемой составляющей нашей физиологии. Это подтверждает взаимное «встраивание» в физиологию хозяина индигенных бактерий с позиции симбиоза. Наш подход открывает и новые возможности в области создания биопрепаратов на бактериальной основе.

— Новые представления о феноменах персистенции и индигенности микробиоты человека — это технологическая платформа для изучения инфектологических механизмов и создания новых препаратов пробиотического ряда (синбиотиков). Благодаря тому, что бифидобактерии, с одной стороны, регулируют иммунитет хозяина, а с другой — снижают персистентный потенциал патогенов, на их основе можно создавать комбинированные биопрепараты, эффективные против персистирующих и устойчивых к антибиотикам болезнетворных микроорганизмов, а также лекарства, регулирующие иммунитет. Это могут быть композиции бифидобактерий с синергидным эффектом, которые биосовместимы друг с другом и при этом обладают не только выраженным антимикробным действием в отношении патогенов, но и способностью через симбиотические отношения с человеком влиять на его физиологию.

Наши исследования показали, что значимым противовоспалительным действием обладают не только сами бифидобактерии, но и постбиотики — инактивированные микробные клетки, клеточные компоненты, метаболиты микроорганизмов. Метаболиты бифидобактерий могут применяться как противовоспалительные препараты в составе комплексной терапии при тяжелых инфекциях, в том числе вызывающих цитокиновый шторм, например, при ковиде.

В целом создание пробиотиков направленного действия — исключительно актуальная задача. У нас есть эффективные отечественные препараты, и их производство нужно активно развивать, используя новые знания о симбиозе человека и микробиоты.