События Умерла бы, если бы врач, в конце концов, не решился на отчаянный шаг. Коратс смешал образцы стула мужа пациентки с физическим раствором и ввел полученную смесь в толстую кишку больной. Диарея исчезла практически за день, инфекции как не бывало.
Процедура, известная как лечение бактериями или фекальная трансплантация, за последние годы была проведена несколько раз. Но доктор Коратс и его коллеги зашли дальше остальных врачей - они обследовали бактерии в кишечнике пациента до и после трансплантации.
До трансплантации микрофлора кишечника была в "отчаянном положении", нормальных бактерий в ней просто не существовало, говорят врачи. Через две недели после операции бактерии из кишечника супруга больной полностью одержали верх и контролировали микрофлору кишечника пациента. Они вылечили болезнь женщины. "Я не ожидал такого результата. Я был сбит с толку", - рассказывает соавтор исследования, микроэколог Национальной лаборатории им. Лоуренса Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) Джаннет Яннсон (Janet Jansson).
Ученых постоянно "сбивают с толку" сложное строение, энергия и количество микробов, живущих в организме человека. "Микробов в организме в 10 раз больше чем клеток", - говорит Джордж Вайншток (George Weistock) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. "Микробиомом - комбинация микробов - по-прежнему полон тайн". Ученый называет бактерии неизвестными частями нашего тела.
Чтобы пролить свет на эти загадочные организмы, Вайншток вместе со своими коллегами каталогизирует тысячи новых видов микробов, собирая их ДНК последовательности. Другие ученые, тем временем, изучают, каковы функции микробов. Как выяснилось, микробиомом - залог нашего здоровья. В конечном счете, ученые надеются заручиться поддержкой микробов в борьбе против болезней.
Впервые о микробиомоме в мире заговорили еще в 17-ом веке. Голландский шлифовщик линз Энтони ван Левенгук (Antonie van Leeuwenhoek) поцарапал линзу зубом, положил ее под микроскоп и увидел движущиеся существа. Поколения микробиологов продолжали изучать микробы в наших организмах, но они могли проводить эксперименты лишь над микробами, способными выжить в лабораторных условиях.
В последние годы ученые стали исследовать микробиомом по сбору ДНК последовательностей. Получить ДНК микробов довольно легко. Определить последовательности аминокислотных остатков сложно: один образец может быть носителем миллионов фрагментов ДНК сотен различных видов.
Не одна группа ученых совместно работает над решением этой проблемы. Доктор Вайншток входит в состав крупнейшего проекта Human Microbiome Project. Стопятидесятимиллионный проект существует с 2007 года. Автор его - Национальный институт здоровья. Проектная группа собирает образцы микробов в 18-ти различных участках тела у 300 добровольцах.
До начала проекта ученые знали около 20-ти ДНК последовательностей микробиомом. Недавно они объявили об еще 178. Ученые обнаружили 26 693 генов микробов, непохожих на ранее известных. (Для сравнения - человеческий геном содержит лишь около 20 тысяч кодирующих белок генов).
По оценкам ученых существует еще от пятисот до тысячи видов микробов. "И это далеко не порог", - рассказывает доктор Релмэн. - "Чем больше людей, тем больше видов микроорганизмов", - говорит он.
Ученые обнаружили экосистемы даже в тех местах, где, по представлениям, их быть не могло. Легкие человека - традиционно стерильная среда. Группа ученых из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London), проанализировав легкие у здоровых людей, обнаружили 128 видов бактерий. Каждый квадратный сантиметр наших легких является "домом" для двух тысяч микробов!
Некоторые микроорганизмы могут выжить лишь в определенной части человеческого организма, в то время как другие более космополитичны. Микробы, обитающие в организме одного человека, могут напрочь отсутствовать в теле другого. Только 13 процентов микробов на руках у двоих совпадают. Лишь 17 процентов микробов идентичны на левой и правой руке.
Такая вариативность означает, что общее число генов в микробиоме человеческого организма колоссальна. Ученые опубликовали список из 33 тысяч генов.
Разновидность микробиомом у человека возникает в момент рождения. Стерильный ребенок из стерильной среды получает первые микробы либо из детородных каналов матери, либо из кожи, рассказывает микробиолог из университета Пуэрто-Рико Мария Домингес-Белло (Maria Dominguez-Bello).
Каждый день нашей жизни в нашем организме появляются новые микробы. Они нам нужны, чтобы выжить. К примеру, чтобы разрушать сложные молекулы растений. "Жалкое количество ферментов, закодированных в геноме человека, не сравнится с огромным арсеналом микробов", - говорит Джеффри Гордон (Jeffrey Gordon) из Вашингтонского университета.
Кроме процесса переваривания микроорганизмы участвуют и во многих других структурах нашего организма. Микробы в носу, например, вырабатывают антибиотики, которые уничтожают опасные патогены. Когда они атакуют, наша иммунная система вынуждена сосуществовать с тысячами безвредных микроорганизмов. Микробиомом содержит надлежащий баланс в иммунной системе.
Ученые обнаружили, что многие заболевания сопровождаются значительными изменениями в составе нашей внутренней экосистемы. Исследователи из Имперского колледжа, обнаружившие микробов в легких, выявили, что у больных астмой и здоровых людей микрофлора различна. Различны микроорганизмы и у полных людей, и у людей с нормальным весом.
В некоторых случаях новые микробы могут просто переместится в наш организм, когда болезнь видоизменяется. В других случаях микроорганизмы могут быть и виновниками заболевания. Было доказано, например, что дети, рожденные путем кесарево сечения могут заполучить метициллрезистентный стафилококк - бактерию, вызывающую сложное инфекционное заболевание.
Некоторые ученые склонны думать, что у детей, лишенных нормального количества микробов, хуже развивается иммунная система. Поэтому они говорят, что ребенок, живущий ближе к природе в меньшей степени подвержен аутоиммунным заболеваниям, чем городской житель.
У некоторых людей, к примеру, иммунные клетки вместо того, что бороться с "оккупантами", только вредят организму собственного хозяина.
Более века врачи ищут способы лечить пациентов полезными бактериями. Пробиотики, так их иногда называют, пока похвастаться особенным успехом не могут. Возможно, проблема заключается в незнании, как именно тот или иной микроб влияет на наше здоровье.
Доктор Коратс провел более пятнадцати фекальных трансплантаций, тринадцать из которых вылечили больных. Сейчас ученые ведут анализы микробиомом своих пациентов. Коратс надеется, что однажды вместо трансплантации он пропишет пациенту, как он шутит "священные пробиотики" - таблетки, содержащие микроорганизмы, чьи возможности в борьбе с инфекциями будут научно подтверждены.
Доктор Вайншток, однако, предупреждает, что до полного понимания микробиомов еще далеко. Вместе с коллегами он собирается провести еще много экспериментов. "В науке коротких путей нет", - замечает он.
