Отображение микробиомов для улучшения количества, качества и безопасности пищи

Микробиом — генетический материал всех микроорганизмов, живущих в теле человека — привлекает большое внимание из-за своей ключевой роли в развитии, иммунитете и питании. Кишечный микробиом и его влияние на общее здоровье стали популярной темой исследований на фоне растущего интереса к ферментированным продуктам из-за их предполагаемой пользы для здоровья ЖКТ.

Ферментированные продукты и напитки производятся путём контролируемого роста микробов и преобразования компонентов пищи ферментативным действием. Большинство таких продуктов (йогурт, кефир, комбуча, квашеная капуста) содержат пробиотики — «живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина» (определение Международной научной ассоциации пробиотиков и пребиотиков).

Молочнокислые бактерии (LAB) играют фундаментальную роль в производстве ферментированных продуктов. Многие штаммы считаются пробиотиками, наиболее распространённые относятся к роду Lactobacillus. Исследователи при поддержке проекта ЕС MASTER изучили, сколько этих бактерий действительно достигает кишечника. Они показали, что «ферментированные продукты действительно можно рассматривать как возможный источник LAB для кишечного микробиома» (Nature Communications).

Был проведён масштабный метаанализ микробиомов из источников пищи и участков тела человека. Геномы LAB были реконструированы из примерно 300 образцов пищи и почти 10 000 образцов человеческого кала с разных континентов, с учётом географического происхождения, возраста и образа жизни.

Результаты исследования

LAB были обнаружены в относительно низком количестве в человеческом кале. Их распространённость зависела от возраста, образа жизни и географии. Чаще всего встречались Streptococcus thermophilus и Lactococcus lactis, которые обычно присутствуют в йогурте и сыре.

Учёные также сравнили последовательности ДНК около 3000 геномов LAB. Анализ выявил высокую степень сходства LAB из пищи с LAB из кишечника человека. Это новое открытие предполагает, что потребление продуктов, богатых LAB, может обогатить наш кишечник этими потенциально пробиотическими микроорганизмами.

«Наши результаты подтверждают гипотезу, что пища является основным источником LAB для кишечного микробиома. Это исследование также предлагает подсказки и методологии для реализации новых стратегий отслеживания жизни пробиотиков и других LAB от продуктов и/или добавок до человеческого тела», — заявил старший автор статьи в Nature Communications профессор Данило Эрколини.

Проект MASTER использует методы анализа и разрабатывает инструменты управления большими данными, чтобы выявлять взаимосвязи между микробиомами в пищевых цепях и создавать приложения, способствующие устойчивости, циркулярной экономике и смягчению последствий изменения климата.