Дослідники зі Змішаного підрозділу з геноміки та здоров’я Фонду сприяння здоров’ю та біомедичним дослідженням Валенсійського співтовариства (Фісабіо) - Інституту інтегративної біології систем університету Валенсії та CIBERESP описали "рівень невідомого" докладно дотепер "як працює метаболізм кишкової бактеріальної спільноти протягом перших років життя.
Результати показують, що навколишнє середовище є "дуже важливим" на ранніх стадіях розвитку не тільки для дитини, але і для бактерій у її кишкової мікробіоти, як повідомляється у звіті Generalitat.
У цьому напрямку дослідники пояснюють, що бактерії та люди співіснують у "гармонійному" симбіозі, ділячись з ними їжею, яка допомагає метаболізуватися, оскільки 10% енергії, яку ми отримуємо з їжею, завдяки дії бактерій. Бактерії також впливають на розвиток імунної та нервової системи.
Дослідження вивчало експресію всіх бактеріальних генів, що входять до складу мікробіоти кишечника дитини, із зразків калу, отриманих у чотири періоди часу протягом першого року життя: через сім днів після народження та через три, сім і 12 місяців. Аналіз також проводили на зразках матерів, отриманих за тиждень до пологів та через рік.
"У цьому дослідженні ми досліджували, як навколишнє середовище впливає на генну експресію спільноти бактерій у кишечнику дитини, зокрема тип дієти, який різко змінюється протягом першого року життя, головним чином із введенням твердої їжі", він пояснив Марію Хосе Госальбес, дослідника CIBEResp у FISABIO та першого автора дослідження.
"Для бактерій у кишечнику не так харчуватися вуглеводами із злаків у каші, як грудним молоком людини. В одному та іншому випадку біохімічні шляхи метаболізму різні, і це вимагає експресії різних генів", описав.
Проаналізувавши, які гени експресуються, дослідники змогли з'ясувати, в якому функціональному стані перебувають кишкові бактерії: чим вони харчуються, чи ростуть вони тощо, - пояснила Пілар Франсіно, головний дослідник дослідження та керівник область геноміки та здоров’я FISABIO.
БУТИРУЙТЕ ДО ТВЕРДОЇ ДІЄТИ
Найдивовижнішим результатом дослідження є показники активності бактерій, які виробляють бутират в кишечнику дитини, до введення твердої дієти. Це жирна кислота з протизапальними властивостями, яка служить їжею для клітин кишкової стінки, що має «визнане значення» для здоров’я у дорослих, але до цього часу вважалося, що це не так актуально для немовлят.
"Найцікавіше, що у дорослих бактерії синтезують бутират з клітковини та інших складних вуглеводів, що потрапляють у раціон, яких немає в грудному молоці", - пояснили вони.
Подальші дослідження повинні з’ясувати, які субстрати бактерії використовують для утворення бутирату у немовлят та чи має ця сполука однакові функції у немовлят та дорослих.
У цьому дослідженні була використана "омічна" методика, метатранскриптоміка, яка складається з глобального аналізу генів, які експресуються в бактеріальному співтоваристві. Залежно від функціонального стану або подразників навколишнього середовища, бактерії експресують ті чи інші гени; отже, метатранскрітоміки надають "важливу інформацію" про функціональну здатність кишкових бактерій у будь-який момент.
Через свої технічні труднощі небагато лабораторій у світі здатні проводити метатранскріптомічний аналіз мікробіому людини. Однак ці дослідження необхідні для повного розуміння біології мікроорганізмів.
"Великим викликом на майбутнє є інтеграція всіх даних: геноміка, метатранскріптоміка", - говорить Франсіно. Дослідження, опубліковане в престижному науковому журналі EBioMedicine, має назву "Метаболічна адаптація в мікробіоти кишечника людини під час вагітності та першого року життя".