Важность изучения микробиомов людей

Считается, что окончательный состав микробиоты взрослого человека зависит от видов, приобретенных в раннем возрасте. Процесс формирования микробиоты младенцев, живущих в промышленно развитых странах, хорошо изучен, и имеет тенденцию проходить через ряд этапов, приводящих в конечном итоге к низкому разнообразию кишечного микробиома у взрослых людей. Однако взрослые, ведущие неиндустриальный образ жизни, часто имеют более разнообразный видовой состав микробиоты, а о процессе его формирования у младенцев из неиндустриальных популяций известно крайне мало.

Чтобы лучше понять, как образ жизни влияет на процесс формирования микробиома, ученые из США и ОАЭ провели глубокое метагеномное секвенирование 39 образцов фекалий младенцев из племени хадза (группы современных охотников-собирателей на севере Танзании) и соответствующих образцов фекалий матерей 23 младенцев. Всего были проанализированы 1900 образцов секвенирования 16S рРНК, взятых из стула здоровых младенцев из 18 популяций, ведущих индустриальный, неиндустриальный или переходный образ жизни.

Результаты нового исследования, опубликованные в Science, показывают, что в раннем возрасте (от 0 до 6 месяцев) у младенцев из всех трех групп популяций доминируют бактерии рода Bifidobacterium и Streptococcus. Со временем у младенцев из промышленно развитых популяций начинают преобладать бактерии рода Bacteroides и вид Ruminoccoccusgnavus, а у младенцев, чьи родители ведут переходный или неиндустриальный образ жизни, — роды Prevotella и Faecalibacterium.

Некоторые отличия были обнаружены и внутри рода Bifidobacterium. В первые шесть месяцев у младенцев из неиндустриальных сообществ преобладает Bifidobacterium infantis, активный утилизатор олигосахаридов грудного молока (HMO, human milk oligosaccharides). У младенцев, рожденных в индустриальных условиях, наиболее распространенным видом является Bifidobacterium breve, лишь ограниченно способный к деградации HMO. Согласно недавним исследования, истощение Bifidobacterium у детей промышленно развитых сообществ может иметь долгосрочные негативные последствия для иммунитета.

Секвенированные образцы младенцев хадза были объединены в метагеномы (MAG, metagenome-assembled genomes), представляющие 745 видов, 175 (23,4%) из которых являются новыми. Кроме того, представители хадза, живущие в одном и том же лагере, имеют больше общих штаммов, чем те, кто живет в разных лагерях.

В ходе исследования было идентифицировано 310 видов, отрицательно коррелирующих с индустриально развитыми сообществами, из которых 63 вида не обнаруживались у младенцев, живущих в урбанизированных или переходных сообществах. Авторы предполагают, что по мере индустриализации больше видов исчезает, чем приобретается.

Авторы подчеркивают важность изучения микробиомов людей, живущих за пределами промышленно развитых стран. Они также выдвигают на первый план вопрос о том, связаны ли различия в траектории развития микробиома кишечника и предрасположенность к заболеваниям, распространенным в промышленно развитых странах, например, вызванным хроническим воспалением.

Olm M.R., et al. Robust variation in infant gut microbiome assembly across a spectrum of lifestyles // Science, 2022; DOI: 10.1126/science.abj2972