Амазонские аборигены оказались хранителями целого букета кишечных бактерий
В рамках своего нового исследования учёные вступили в контакт с изолированным племенем охотников-собирателей яномами, проживающим в отдалённых горах джунглей Амазонки на территории Венесуэлы.
Исследователей заинтриговала возможность изучения состояния здоровья людей, которые никогда не были подвержены влиянию западной медицины или образа жизни и питания. К огромному удивлению учёных, кишечные бактерии этих аборигенов продемонстрировали разнообразный спектр генов резистентности к антибиотикам — даже несмотря на то, что яномами никогда не подвергались лечению антибиотиками и не употребляли в пищу выращенных с использованием химикатов растений и животных.
Результаты исследования позволяют предположить, что борьба с лекарственной устойчивостью на деле может оказаться куда более сложной задачей, чем предполагали учёные.
В кишечнике человека таятся триллионы бактерий, известных под общим названием микробиом. Несколько недавних исследований показали, что люди в промышленно развитых странах обладают меньшим количеством кишечных микробов, нежели охотники-собиратели из Африки, Перу и Папуа-Новой Гвинеи. Такие данные весьма интригуют, как и то, что у диких людей отсутствуют бактерии, связанные с ожирением, сахарным диабетом и многими аутоиммунными и метаболическими расстройствами, в числе которых — аллергия, болезнь Крона, целиакия, колит, ожирение, бронхиальная астма и сахарный диабет.
Так что, когда микробиолог Мария Домингез-Белло (Maria Dominguez-Bello) из медицинской школы при Нью-Йоркском университете узнала в 2008 году, что военнослужащие с вертолёта заметили изолированное племя яномами в неизведанных деревнях в горах на юге Венесуэлы в 2008 году, она тут же попросила разрешение на изучение аборигенов.
"Эта информация очень важна, так как она может пролить свет на то, какие бактерии мы потеряли с развитием технологий, — рассказывает Домингез-Белло. — Нам следует лучше изучить микробиом этого сообщества охотников-собирателей прежде, чем произойдут какие-то изменения".
Работники здравоохранения, которые изучали изолированную популяцию в ходе экспедиции в 2009 году, собрали бактерий из ротовой полости, кожи и фекалий 34 индейцев возрастом от 4 до 50 лет. Название и точное месторасположение деревни не было обнародовано, дабы защитить племя от дальнейших контактов с человеком, однако учёные назначили некоторые лекарства детям с респираторными заболеваниями.
Затем Домингез-Белло и её коллеги упорядочили РНК кишечных бактерий яномами и сравнили их с бактериями современных жителей Америки, индейцев гуахибо из Колумбии и фермеров из Малави. Когда они сравнили генетические последовательности, оказалось, что микробиомы яномами значительно больше и разнообразнее, чем у контрольных групп населения. Причём микробиом яномами оказался на 30-40% разнообразнее, чем у других групп венесуэльских охотников-собирателей, которые сохранили свой традиционный образ жизни, но иногда получают помощь в виде антибиотиков и обработанных пищевых продуктов.
Учёные отметили, что минимальное воздействие современного образа жизни, например, применения антибактериального мыла и моющих средств, лекарств или кесарева сечения (которое не даёт младенцу пройти родовые пути матери и получить часть её микробиомы), могут привести к потере микробного биоразнообразия.
В частности, у яномами в большом количестве наблюдались такие бактерии, как Prevotella, Helicobacter, Oxalobacter и Spirochaeta, которые либо отсутствуют, либо присутствуют в весьма незначительных количествах у жителей промышленно-развитых стран. Oxalobacter, к примеру, защищает охотников-собирателей от камней в почках. Вероятно, что недостаток многих из этих бактерий и является причиной некоторых заболеваний, распространённых в развитых странах.
Медицинские работники также подтвердили, что, несмотря на то, что яномами обладали большим количеством паразитов, они были в общем здоровы и не страдали от аутоиммунных расстройств, диабета, повышенного кровяного давления или заболеваний сердца.
Между тем микробиолог Гаутам Дантас (Gautam Dantas) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе изучил образцы из кишечника и ротовой полости на предмет устойчивости к антибиотикам. Он и его коллеги клонировали бактериальную ДНК из этих образцов и проверили, действительно ли какой-либо из генов может деактивировать природные и синтетические антибиотики.
Как оказалось, бактерии кишечников яномами содержат почти 60 уникальных генов, которые способны противостоять антибиотикам, и в том числе 6 генов, которые защищают бактерий от синтетических антибиотиков. Дантас говорит, что это вызывает особую тревогу, так как исследователи полагали, что резистентность к созданным человеком антибиотикам не имеет природного происхождения, а развилась со временем.
Представители племени яномами никогда не пользовались лекарствами, не употребляли в пищу продукты и не пили воду с антибиотиками. Вместо этого, как полагает Дантас, кишечные бактерии эволюционировали таким образом, чтобы бороться с широким спектром угрожающих им токсинам. Точно также организм наших предков и других приматов борется с опасными микроорганизмами.
Возможно, бактерии кишечников яномами уже сталкивались с токсинами, встречающимися в их среде обитания, которые по молекулярному строению похожи на современные антибиотики, однако ещё не были открыты учёными. Или же кишечные бактерии в организме человека развили общие механизмы для обнаружения определённых функций, свойственных всем антибиотикам, в том числе и синтетических, и выработали защиту от новых угроз.
Исследователи полагают, что открытие может быть серьёзным поводом для беспокойства, так как резистентность к антибиотикам имеет древнюю и разнообразную природу, к тому же удивительно широко распространена. Эти выводы объясняют, почему устойчивость к антибиотикам развивается так быстро и почему сегодня медики и исследователи особенно обеспокоены надлежащим использованием антибиотиков в клиническом и сельскохозяйственном контекстах. Скорее всего, резистентность к антибиотикам выработалась в течение миллионов лет эволюции, а не после начала широкого применения подобных медикаментов.
Научная статья группы Домингез-Белло была опубликована в издании Science Advances. А результаты работы Дантаса обнародованы в журнале Cell Reports.