: 05.11.2020
Кишечная микрофлора может защитить от лучевого поражения
Радиационное поражение можно получить не только на войне или в результате техногенных катастроф, но и при лучевой терапии, широко применяющейся в онкологии. На сегодня существует единственное эффективное средство от лучевой болезни, но оно дорогое и к тому же имеет побочные эффекты. Однако недавно американские ученые обнаружили новый, простой способ существенно уменьшить разрушающее действие радиации на кишечник и кроветворную ткань
Как известно, большие дозы ионизирующего излучения (радиации) вызывают острую лучевую болезнь, причем в первую очередь при этом страдают быстро размножающиеся и часто обновляющиеся клетки эпителия, выстилающие желудочно-кишечный тракт, и органов кроветворения. Однако и в этом случае имеется высокая индивидуальная изменчивость.
Так, группа американских исследователей выяснили, что в результате высокодозного облучения лабораторных мышей погибают не все особи: 5–15% облученных выздоравливает и благополучно доживает до старости. При этом в рамках одного эксперимента использовались животные одной чистой линии, т.е. генетически идентичные. Это означает, что их разная чувствительность к облучению не определялась наследственной предрасположенностью, и ученые решили поискать причину изменчивости совсем в другом месте – в кишечной микрофлоре особей.
Как известно, пищеварительный тракт млекопитающих, включая человека, служит местообитанием для большого и разнообразного микробиома – сообщества микроорганизмов, включая вирусов, бактерий и грибков. За последнее десятилетие стало ясно, что дисбаланс этой микробиоты приводит к развитию множества заболеваний, а ее состав между особями значительно различается. Кроме того, имеются единичные исследования, касающиеся связи между кишечной микробиотой и степенью радиационного поражения, однако ее основы до сих пор были неясны.
В новом исследовании ученые содержали мышей в клетках с грязной подстилкой от особей, продемонстрировавших устойчивость к радиации, и таким способом пассивно «заразили» их чужой микробиотой. Когда таких животных облучили высокой дозой радиации, то три четверти из них выжило, тогда как среди контрольных – только пятая часть.
Анализ кишечной микрофлоры показал, что до начала эксперимента у всех животных бактериальный состав кишечника был одинаков. Лишь через неделю после облучения в кишечнике выживших мышей увеличилась численность некоторых бактерий из семейств Lachnospiraceae и Enterococcaceae.
Экспериментальное введение этих бактерий через желудочный зонд обычным мышам показало, что наибольшую защиту обеспечивают бактерии Lachnospiraceae: представители этого семейства ферментируют разнообразные растительные полисахариды и часто встречаются в кишечной микробиоте у человека. Эти бактерии повышали выживаемость мышей, улучшая их клиническое состояние и уменьшая патологические изменения в костном мозге, селезенке и кишечнике. При этом «под защитой» оказывались только здоровые ткани, а не опухолевые.
Представители Lachnospiraceae известны способностью синтезировать короткоцепочечные жирные кислоты. И, действительно, в кишечнике устойчивых к облучению мышей были обнаружены повышенные концентрации трех из них – ацетата, бутирата и пропионата. Когда обычных мышей стали поить водой с добавлением этих веществ, то их выживаемость повысилась. Самую лучшую защиту продемонстрировал пропионат – 79% выживших! По-видимому, все эти соединения подавляют воспалительные реакции и уменьшают ущерб, причиненный активными формами кислорода, которые образуются под действием радиации в кроветворных тканях и в тканях желудочно-кишечного тракта.
Анализ в фекалиях устойчивых к радиации мышей метаболома (совокупности малых молекул, образующихся в клетках в результате метаболизма) также выявил присутствие пропионата и соединений, связанных с метаболическим путем аминокислоты триптофан. Известно, что метаболиты триптофана, как и пропионат, способны ослаблять работу провоспалительных цитокинов, и экспериментальное введение их мышам также защитило их от воздействия радиации.
А что же у человека? Ученые исследовали образцы кишечной микрофлоры у 21 пациента с лейкозом (раком крови) до облучения, которое служило подготовкой к трансплантации костного мозга, а также в течение месяца после него. Оказалось, что у пациентов с менее выраженными последствиями облучения со стороны желудочно-кишечного тракта имелось больше бактерий Lachnospiraceae и Enterococcaceae. Так что, похоже, эти бактерии способны защитить не только мышей, но и людей.
Ученые надеются вскоре начать клинические испытания по проверке эффективности новых противорадиационных соединений для пациентов, получающих облучение. Тем более что эти препараты безвредны, так как используются в качестве пищевых добавок.
: 05.11.2020 
