Роль архей в микробиоме человека: новый взгляд
Международная исследовательская группа, включающая Кильский университет, Медицинский университет Граца, Институт Пастера в Париже и Университет Клермон-Оверни, представила обзор роли архей во взаимодействиях «хозяин-микроб». Выводы опубликованы в журнале Nature Reviews Microbiology.
Археи как часть метаорганизма
Археи — ранее малоизученная группа микроорганизмов в составе микробиома — вероятно, вовлечены в поддержание здоровья хозяина. Они способны к функциональному взаимодействию с организмом-хозяином и известны своей адаптацией к экстремальным условиям, включая жизнь при минимальном энергопотреблении.
Ключевые ниши и функции
Особое внимание в работе уделено:
- Thaumarchaeota, обнаруживаемым в микробиоме кожи человека.
- Метанообразующим археям в кишечнике. Они поддерживают метаболическую активность бактерий в бескислородной среде, производя метан. В среднем человек производит около трети литра метана в сутки, который обнаруживается в дыхании примерно у 20% населения.
Археи, иммунитет и болезни
Прямо патогенных архей не выявлено, однако показано их активное взаимодействие с иммунной системой человека.
- Два наиболее распространённых вида в кишечнике — Methanobrevibacter smithii и Methanosphaera stadtmanae — вызывают высвобождение провоспалительных цитокинов (с разной интенсивностью).
- Их количество варьируется в зависимости от состояния здоровья хозяина, что указывает на возможную связь с развитием заболеваний.
Потенциально положительные эффекты:
- Ранний контакт детей с археями может снижать риск астмы.
- Некоторые археи расщепляют токсичные триметиламины (TMA), способствующие развитию атеросклероза. На основе TMA-разрушающих Methanomassiliicoccales уже ведутся клинические испытания «археобиотиков».
Потенциально отрицательные эффекты:
- Повышенное количество метаногенных архей ассоциируется с рядом заболеваний (колоректальный рак, воспалительные заболевания кишечника). Предполагается, что археи не являются прямой причиной, но могут поддерживать активность патогенных бактерий, расщепляя ингибирующие продукты метаболизма.
Будущие направления исследований
Учёные планируют:
- Изучить возможную причинно-следственную роль архей в развитии заболеваний, особенно значение производимого ими метана.
- Преодолеть методические трудности в культивировании и молекулярной детекции этих микроорганизмов.
- Подробнее исследовать специфическую адаптацию архей к хозяину и их взаимодействие с бактериальными компонентами микробиома для понимания их роли в балансе или дисфункции метаорганизма.