Лекарство из собственных бактерий

Когда говорят, что у человека богатый внутренний мир, обычно подразумевают начитанность, приобретенный жизненный опыт, разносторонний взгляд на те или иные жизненные ситуации. Специалисты уникальной в России лаборатории «Microbiome» − коммерческой структуры, сотрудничающей с Институтом экспериментальной медицины в рамках частно-государственного партнерства и функционирующей на территории ИЭМ −  предлагают взглянуть на это выражение под другим углом, буквально…

Зачастую мы не замечаем, как меняется наше самочувствие. Ритм современной жизни не оставляет времени на заботу о собственном здоровье, походы к терапевту случаются, когда что-то уже заболит, а о профилактике вообще никто не вспоминает. Недосып, стресс, проблемы с кожей и расстройство пищеварения становятся чем-то привычным и неизбежным. Что же с этим делать? Специалисты лаборатории "Microbiome" уверены, что наше здоровье во многом зависит от состояния нашей собственной микробиоты − того самого «богатого внутреннего мира» человека.

Напомним, что микробиота человека включает в себя все микроорганизмы (бактерии, грибы, археи, простейшие и вирусы), которые обитают в человеческом теле. Это сотни миллиардов микроорганизмов, которые сосуществуют в гармонии с нашими собственными клетками. Поэтому для восстановления естественных процессов организма стоит, в первую очередь, мобилизовать собственные ресурсы, проще говоря, задействовать уже имеющиеся в организме бактерии, которые сформировали необходимые функции для продуктивного симбиоза.

«Мы создаем препараты, основанные на микроорганизмах, которые свойственны конкретному человеку», − рассказал нашему изданию главный научный консультант Центра, член-корреспондент РАН Александр Суворов. Суть метода проста. В начале специалисты лаборатории проводят генетический анализ пациента. Дело в том, что иногда болезни вызывают не патогенные бактерии, а гибель и ослабление нашей собственной полезной флоры. Уничтожение большинства собственных бактерий приводит к избыточному росту штаммов условно-патогенных бактерий, проявляющих в случае дисбиоза патогенные свойства. Выявить их сложнее, потому что относятся они к непатогенным. Именно поэтому так важно изучить генетические особенности популяции.

«Наша главная задача − восстановить микроэкологию человека, − подчеркивает Суворов. В лаборатории первичного генетического анализа бактериологи выделяют индивидуальные бактериальные клоны человека и проводят предварительный анализ штаммов, на основе которого проводятся дальнейшие исследования. Это очень важно в контексте восстановления микрофлоры, особенно после серьезного стрессора в виде антибиотиков. Наверняка практически каждый из нас с этим сталкивался: после приема антибиотиков возникают проблемы с работой желудочно-кишечного тракта даже у молодых людей. Это связано с тем, что мы антибиотиками убиваем не только патогены, но и часть своих собственных полезных бактерий. Помимо этого, в стрессовых условиях для организма, например, при резкой смене питания в путешествиях, возникает нарушение микробиоценозов в разных частях организма – в первую очередь, желудочно-кишечного тракта. Иногда это проходит бесследно, а в некоторых случаях заканчивается хроническими заболеваниями и даже онкологической патологией. Наш центр как раз позволяет решать подобные проблемы. Когда мы принимаем обычные пробиотики, то не можем быть на 100% уверены в том, на каких «врагов» в нашем организме они будут действовать. Плюс ко всему, в научной литературе описываются случаи, когда пробиотики могут вызывать и существенные нарушения здоровья.

В нашем случае основой препарата становятся только те микроорганизмы, к которым ваш собственный организм, в особенности комплексная иммунная система, адаптированы, к которым выработана так называемая микробная толерантность».

После первичного генетического анализа специалисты проводят уже детальный генетический анализ бактериальных штаммов, которые рассматриваются в качестве аутопробиотиков − продуктов, в составе которых только тщательно отобранные бактерии с положительным функционалом. В данном случае используются аппараты для полимеразной цепной реакции (ПЦР). Метод позволяет изучать структуру микробиоценоза каждого конкретного пациента, а также проверять потенциально перспективные штаммы на предмет наличия генов − факторов патогенности. Так, сотрудники лаборатории Microbiome получают генетический паспорт микроорганизма, который рассматривается в качестве аутопробиотика.

Вопрос сохранности биоматериала, будь то составляющие микробиоты или клетки организма, всегда стоял особенно остро. В лаборатории Micrоbiome эту задачу выполняет биобанк с технологичными криохранилищами. В биобанке всегда стабильная температура. Это полностью изолированное помещение, где каждый биоматериал получает индивидуальный номер и маркировку. Проще говоря, обратившись к специалистам лаборатории впервые, ваши данные и биоматериал сохраняются в биобанке, и, обратившись повторно, вы сразу получите новую партию индивидуальных препаратов.

«Конечно же, микробиота со временем немного меняется, но штаммовый состав остается прежним. Отличным может быть количественное содержание тех или иных микроорганизмов, скажем, лактобацилл, энтерококков или бифидобактерий. В целом на формирование врожденного иммунитета уходит три года. После этого иммунная система уже умеет отличать свои микроорганизмы от микроорганизмов, которые поступают из окружающей среды, — упомянул Александр Николаевич. Почему дети подбирают всякую грязь и суют пальцы непонятно куда, а потом в рот? Это некий биологический закон, который позволяет маленькому человеку познакомиться с огромным количеством различных микроорганизмов и натренировать свою микробную систему. Известно, что всевозможные аллергические и кожные заболевания во многом связаны с тем, что в детском возрасте человек рос в слишком стерильных условиях, и у него не было возможности натренировать свою иммунную систему. Поэтому важно найти здоровый баланс. Прямо сейчас происходит изменение концепции, переход от всеобщей стерильности к пониманию необходимости поддержания внутренней экологии человека».

Помимо восстановления и профилактики состояния микрофлоры, специалисты Центра развивают и онкологическое направление. «Исследования направлены на оптимизацию подходов к восстановлению микробиоты у онкологических больных. Ясно, что любое хирургическое вмешательство – серьезный вызов здоровью. Поэтому, создавая специальный препарат для послеоперационного периода восстановления, мы уменьшаем вероятность нарушения микробиоценоза онкопациента. Также мы нацелены на проведение фундаментальных исследований, связанных с использованием тех микроорганизмов, которые обладают прямым антиопухолевым действием».

Александр Сомс, директор Центра Микробиом, в свою очередь отметил, что сотрудники продолжают углубляться в бактериальный микрокосмос. «Мы занимаемся популяризацией технологии микробной терапии. Эта тема − новая для врачей. Поэтому мы не только создаем продукцию в виде закваски или капсул, но и стараемся рассказать врачам о технологии, то есть обучить».

Лаборатория Микробиом − детище организации с многолетней историей − Института экспериментальной медицины в Санкт-Петербурге. Именно здесь впервые в мире были созданы вакцина от полиомиелита и живая вакцина от гриппа. С помощью препаратов, созданных в ИЭМ, лечили больных чумой в начале XX века. В архивах музея ИЭМ хранятся документы, описывающие историю о созданной на рубеже веков «Особой лаборатории ИЭМ по заготовлению противочумных препаратов». Она известна как «Чумной форт» (форт Император Александр I, расположенный на искусственном островке в Финском заливе), где 20 врачей-эпидемиологов, рискуя своими жизнями, создавали противочумную вакцину.

Спустя годы Институт продолжает работу на переднем крае медицины. Новая пандемия COVID-19 ставит перед сотрудниками ИЭМ новые сложные задачи. Так, специалисты Института разрабатывают вакцину от COVID-19 в виде кисломолочного продукта. Научные сотрудники ИЭМ используют пробиотический штамм энтерококк, обитающий в организме каждого млекопитающего. Тем самым, ген коронавируса внедряется непосредственно в хромосому бактерии, в связи с чем конструкция становится более стабильной. Это дает ей заметные преимущества. Вакцина проходит стадию доклинических исследований. «Уникальность института − в междисциплинарном подходе. Кто-то посчитает это недостатком. Но, думаю, что это наше достоинство. Все несколько сотен наших сотрудников реализуют множество разных проектов: в области биохимии атеросклероза, генетических заболеваний, инфекционной патологии, нейродегенеративных заболеваний и много другого. И мы не будем отступать от тех исторических традиций, которые сложились за более чем 130 лет. ИЭМ − это лоскутное одеяло. Он весь состоит из множества ярких вставок, которыми мы гордились и будем гордиться».

Фото на главной странице: Ridvan Arda / Alamy Stock Photo / Nature; AB-NEWS-Новости науки