Недавние исследования показали, что изменения в микробной нагрузке кишечника, вызванные факторами, такими как диета, возраст и прием антибиотиков, могут приводить к появлению бактерий, ассоциированных с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК) и колоректальным раком. С помощью модели машинного обучения ученые обнаружили, что вариации микробной нагрузки объясняют бактериальные сигнатуры в микробиомах пациентов сильнее, чем сами заболевания.
Вызовы традиционным представлениям
Это открытие ставит под сомнение предположение о том, что эти микроорганизмы напрямую вызывают заболевания. Вместо этого, симптомы, такие как диарея и запор, могут изменять микробную экосистему, что, в свою очередь, влияет на присутствие патогенных микроорганизмов. Микробная нагрузка, таким образом, становится ключевым фактором здоровья кишечника.
Методы исследования
13 ноября 2024 года в журнале Cell Press Cell было опубликовано исследование, в котором ученые использовали алгоритм машинного обучения для прогнозирования плотности микробов (микробной нагрузки) по микробиомам кишечника. Они обнаружили, что различия в микробной нагрузке, а не заболевание, могут быть движущей силой присутствия видов микроорганизмов, связанных с болезнью.
Ключевые результаты
Исследование показало, что многие виды микробов, ранее считавшиеся связанными с болезнями, в большей степени объясняются изменениями микробной нагрузки. Это указывает на то, что эти виды в основном связаны с такими симптомами, как диарея и запор, а не напрямую с самими болезненными состояниями.
Технологические достижения
Микробная нагрузка давно признана важным фактором в исследованиях микробиома, но крупномасштабный анализ был ограничен из-за высокой стоимости и трудоемкости экспериментальных методов. Ученые разработали модель прогнозирования фекальной микробной нагрузки, основанную на относительном составе микробиома, и применили ее к крупномасштабному набору метагеномных данных.
Будущие перспективы
Исследование подчеркивает необходимость дальнейшего изучения микробной нагрузки и ее роли в здоровье кишечника. Будущие исследования будут сосредоточены на более непосредственной связи между видами микробов и заболеваниями, а также на адаптации модели прогнозирования к другим средам обитания.
Заключение
Эти результаты открывают новые горизонты в понимании кишечного микробиома и его роли в здоровье человека. Они подчеркивают важность микробной нагрузки как ключевого фактора и открывают новые возможности для биомаркеров и терапии, нацеленной на микробиом.
