от Доктора
Вы молодцы, что привели дочь для медосмотра перед первым классом. У нее отличное здоровье, но мы заметили, что вес у нее чуть превышает идеальный для ее возраста и роста. Надев на нее глюкометр и тщательно проанализировав ее рацион, мы нашли, какие именно блюда вызывают скачок глюкозы из-за состава ее микрофлоры. Хорошая новость: мы составили для нее персонализированную диету, и – да, ей можно и мороженое, и пиццу. Но некоторых продуктов ей все-таки придется избегать – именно из-за них она набирает вес.
Могут ли эти вымышленные разговоры воплотиться в реальность в будущем – всего через несколько лет? Определенно! Все вышеперечисленные примеры основаны на концепциях, которыми занимаются в лабораториях по всему миру; на их основе уже разрабатываются коммерческие препараты, которые улучшат здоровье и позволят по-новому лечить (или предотвращать) болезни.
Как понять микробиом
Концепций, лежащих в основе вышеприведенных разговоров, две – мы можем:
а) быстро определить состав микрофлоры человека и
б) сделать что-то, чтобы изменить ее при необходимости. Первое сделать довольно просто: сейчас такими анализами занимаются многие компании, некоторые из них берут всего по 100 долларов за образец. Главное здесь – не сделать анализ, а правильно осмыслить результаты. А вот вторая концепция намного более значительна. Каждый человек рождается с такой же ДНК, с которой умрет – за время жизни изменить нашу ДНК вида Homo sapiens невозможно, разве что за счет мутаций клеток кожи, возникших после сильного солнечного ожога в детстве (и то, эти мутации все равно никак не повлияют на ДНК, которую мы передадим потомству). За время жизни мы не эволюционируем; требуется много поколений, чтобы отобрать и передать генетические изменения, которые становятся частью популяции.
Но при этом мы уже знаем, что можем быстро менять микрофлору на поверхности и внутри нашего тела с помощью диет, антибиотиков, пробиотиков или трансплантации фекалий. Специфическая генная терапия для коррекции генетических дефектов у человека пока остается экспериментальной техникой, а ранние испытания, к сожалению, привели к смертельному исходу, что замедлило прогресс. Но, учитывая, что у микробов в общей сложности в 150 раз больше генов, чем у человека, в котором они живут, и мы при этом можем довольно быстро изменить состав этого «населения» (и их генов), ученые невероятно взволнованы открывающимися перспективами по манипуляции микрофлорой у детей и даже взрослых. Вы и так манипулируете своей микрофлорой каждый раз, когда едите йогурт с пробиотиками или едете в другую страну, где совсем другая кухня.
Исследования помогают нам найти новые, более эффективные способы работы с микробиомом и его модификации. В этой главе мы расскажем о нескольких многообещающих методах и их возможных следствиях, а также о том, что уже сделано, чтобы вымышленные «разговоры с врачом» из начала главы стали реальностью.
Когда в начале девяностых начали работу над секвенированием ДНК, пошли разговоры о полном секвенировании генома человека. Поначалу это казалось чем-то фантастическим, вроде сюжета «Парка юрского периода» (секвенирование генома динозавра с помощью окаменевшего насекомого). Однако технология секвенирования быстро улучшалась и, благодаря совместным усилиям многих стран, к 2003 году мы узнали полную последовательность генов человека. То было поистине эпохальное достижение науки (хотя и по сей день мы еще не знаем, сколько у нас всего генов). Однако после завершения проекта «Геном человека» осталось множество ученых с секвенсорами ДНК, которых хлебом не корми – дай что-нибудь еще секвенировать. Микробиом оказался невероятно привлекательной целью благодаря своим размерам – он намного больше человеческого генома, так что секвенсорам работы будет еще много. Это случилось всего несколько лет назад, но тогда мы знали очень мало о составе микробиома, а все наши знания основывались на тех микробах, которых удалось вырастить в лаборатории.
В результате был запущен проект «Микробиом человека»; одна из главных его целей – установить состав и секвенцию человеческого микробиома по тому же успешному образцу, что с человеческим геномом. У более чем ста «нормальных» людей собрали образцы с пяти областей тела (дыхательные пути, кишечник, рот, кожа, у женщин – влагалище). Что значит в данном случае «нормальных»? Молодых, здоровых, не принимавших антибиотики – хотя, конечно, по поводу того, что такое «нормальный человек», споры идут до сих пор. Из этого большого амбициозного проекта мы получили практически все современные данные о человеческой микрофлоре и секвенировали сотни новых бактериальных геномов. Результаты этого проекта опубликованы в 2012 году; в нашей быстро меняющейся отрасли это уже прошлый век.
