Система моделирования микробиоты человека может предсказать индивидуальную чувствительность к пищевым добавкам
Широко используемые в пищевой промышленности эмульгаторы — тип пищевых добавок — содержатся во многих повседневных продуктах питания (ломтик хлеба, мороженое, крем-фреш, растительное молоко и т. д.). Учитывая их повсеместное присутствие в нашем рационе, последствия их потребления для здоровья стали настоящей проблемой общественного здравоохранения.
Бенуа Шассен, директор по исследованиям Inserm и руководитель группы по изучению взаимодействия микробиома и хозяина в Институте Пастера (Inserm/Université Paris Cité/CNRS), ранее сообщал, что, воздействуя непосредственно на микробиоту кишечника, эти добавки могут способствовать развитию хронических воспалительных заболеваний и нарушению обмена веществ.
В новом исследовании, опубликованном в Gut , он и его команда разработали систему моделирования микробиоты человека, способную предсказать чувствительность каждого человека к эмульгатору, используя простой образец стула. Это открытие прокладывает путь для персонализированного подхода к питанию, основанного на микробиоте кишечника , чтобы поддерживать хорошее здоровье кишечника и метаболизма.
Пищевая промышленность все чаще использует множество добавок для улучшения текстуры и продления срока годности своих продуктов. Несколько исследований сообщили об их вредном воздействии на здоровье кишечника и метаболизма, связанном с их взаимодействием с нашей микробиотой.
В 2015 году директор по исследованиям Inserm Бенуа Шассен изучал влияние на микробиоту и здоровье кишечника потребления эмульгатора карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), который обычно содержится в промышленных булочках, нарезанном хлебе и мороженом. Результаты его исследования показали, что потребление этой добавки в течение длительного времени может оказывать негативное влияние на микробиоту и, как следствие, способствовать хроническим воспалительным заболеваниям и нарушению обмена веществ.
Затем, во время клинического испытания на здоровых добровольцах , Чассен и его команда смогли сообщить, что мы не все равны, когда дело касается эмульгаторов. Некоторые люди, считающиеся чувствительными к эмульгаторам, имеют микробиоту, которая очень сильно реагирует на них, тогда как другие, по-видимому, имеют микробиоту, которая полностью устойчива к их негативному воздействию. Учитывая повсеместное присутствие этого класса пищевых добавок в нашем современном рационе, стало необходимым лучше понять эти различия в чувствительности между людьми, чтобы способствовать лучшему здоровью кишечника и метаболизма.
Имея эту цель в виду, команда Чассэна преуспела в прогнозировании чувствительности конкретного человека к эмульгатору, проведя углубленный анализ его микробиоты.
Для этого исследователи разработали лабораторную систему моделирования микробиоты, способную воспроизводить микробиоту человека. Эта модель позволила исследователям проверить влияние CMC на различные микробиоты in vitro, что привело к наблюдению, что данная микробиота может быть либо чувствительной, либо устойчивой к CMC.
Кроме того, удалось полностью подтвердить прогнозируемую чувствительность данной микробиоты благодаря подходам переноса микробиоты в мышиной модели , при этом было отмечено, что только те микробиоты, которые, как предполагалось, чувствительны к эмульгаторам, на самом деле могли привести к тяжелому колиту у животных, потребляющих КМЦ.
Используя образцы кала, исследователи затем определили специфическую метагеномную сигнатуру (анализ бактериальной ДНК, содержащейся в кишечной микробиоте) чувствительности к КМЦ, что позволило с помощью простого молекулярного анализа точно предсказать, является ли данная микробиота чувствительной или устойчивой к этому эмульгатору.
«Эти открытия могут быть использованы в ближайшем будущем для определения чувствительности человека к эмульгаторам, чтобы предложить каждому подходящую программу питания», — объясняет Шассен, руководитель исследовательской группы Inserm в Институте Пастера и последний автор исследования.
«Выявление этой чувствительности у здоровых людей также может помочь предотвратить возникновение различных кишечных расстройств, а у пациентов — предотвратить прогрессирование заболевания и/или облегчить его симптомы».
Ученые теперь будут использовать гораздо большую когорту пациентов с болезнью Крона для проверки этих прогностических подходов чувствительности к эмульгатору. Они также теперь попытаются объяснить молекулярные причины этой чувствительности к эмульгаторам и определить подходы, направленные на полезное манипулирование кишечной микробиотой для защиты от воспаления, опосредованного эмульгатором.