Вирусный «отпечаток пальца» в кишечнике каждого человека
Состав вирусов в кишечнике каждого человека уникален, как отпечаток пальца. Это показало первое исследование, собравшее всеобъемлющую базу данных о вирусных популяциях в пищеварительной системе человека.
Анализ вирусов в кишечнике здоровых жителей западных стран также показал, что взлеты и падения разнообразия типов вирусов от детства к старости повторяют аналогичные изменения бактерий на протяжении жизни.
База данных Gut Virome Database, созданная учеными из Университета штата Огайо, идентифицирует 33 242 уникальные вирусные популяции, присутствующие в кишечнике человека. Это не повод для тревоги: большинство вирусов не вызывают болезней.
Фактически, чем больше ученые узнают о вирусах, тем больше рассматривают их как часть человеческой экосистемы. Это предполагает, что вирусы могут представлять новый класс лекарств для борьбы с болезнетворными бактериями, особенно устойчивыми к антибиотикам. Лучшее понимание вирусов в кишечной среде может даже улучшить интерпретацию желудочно-кишечных симптомов у тяжелобольных пациентов с COVID-19.
Исследователи планируют регулярно обновлять открытую базу данных.
Основные выводы исследования:
- Уникальность: Не существует основной группы кишечных вирусов, общей для всех людей. Состав уникален для каждого.
- Влияние возраста: У здоровых жителей Запада разнообразие вирусов в кишечнике значительно возрастает от детства к взрослому возрасту, а затем снижается после 65 лет. Этот паттерн совпадает с известными изменениями бактериального разнообразия, за одним исключением: кишечник младенцев с неразвитой иммунной системой содержит множество типов вирусов, но мало разновидностей бактерий.
- Влияние географии и диеты: Люди, живущие в незападных странах, имеют более высокое разнообразие кишечных вирусов, чем жители Запада. Это указывает на роль диеты и окружающей среды. Например, ученые обнаружили в кишечнике интактные растительные вирусы, которые могли попасть туда только с пищей.
- Связь со здоровьем: Более здоровые люди, как правило, имеют более высокое разнообразие вирусов, что указывает на их потенциально положительную и полезную роль.
- Преобладание фагов: 97,7% всех идентифицированных популяций — это фаги, вирусы, заражающие бактерии.
Методология и перспективы
Для создания базы данных ученые использовали информацию из 32 исследований за десятилетие, в которых изучались кишечные вирусы у 1986 здоровых и больных людей из 16 стран. Для идентификации неизвестных вирусов применялось машинное обучение на основе известных вирусных геномов.
Подавляющее большинство обнаруженных вирусов — фаги. Ведущий автор исследования, Мэтью Салливан, видит перспективу в «фаговой терапии» — использовании фагов для уничтожения устойчивых к антибиотикам патогенов.
«Мы создаем инструментарий, чтобы масштабировать наше понимание и возможности использования фагов для возврата нарушенных микробиомов к здоровому состоянию», — отметил Салливан.
Исследование опубликовано 24 августа в журнале Cell Host & Microbe.