Александр Свидзинский: Наше здоровье начинается в нашем кишечнике

Ученые предложили выявлять колит и болезнь Крона по состоянию микрофлоры. Разные бактерии научились окрашивать в различные цвета — по полученной картинке можно многое узнать о состоянии здоровья. Новый метод — его назвали РиГинаМ — сейчас опробуют в Сеченовском университете. В перспективе с его помощью можно будет диагностировать множество заболеваний, включая рак — и для этого пациентам не придется мучиться с колоноскопией. О чем «рассказывают» живущие в нас микроорганизмы, как микробиота влияет на здоровье? Об этом рассказал глава лаборатории по диагностике полимикробных инфекций, профессор кафедры общей гигиены Сеченовского университета Александр Свидзинский.

Александр Владимирович, сейчас много говорят о важности микробиома в нашем кишечнике. В медицине используют разные способы диагностики микроорганизмов. В чем суть метода, разработанного вами?

Александр Свидзинский: Бактерии известны с XVII века, с тех пор, как был придуман микроскоп. Но то, что с ними связаны заболевания, ученые не понимали. Только два века спустя удалось выделить некоторые патогены, вырастить их в культуре и проследить их свойства. Позже, в том числе благодаря открытию антибиотиков, научились справляться со многими инфекциями. В результате продолжительность жизни людей удвоилась.

Но сложность в том, что хорошо изучены только моноинфекции, вызванные одним возбудителем. Но, например, кариес, стоматит, аппендицит, гастрит, колит, сепсис, инфекции грязных ран и многие другие заболевания — полимикробные. В них участвует много различных бактерий. Если удастся победить полиинфекции, люди будут жить намного дольше.

Конечно, диагностика развивается, с помощью ПЦР и секвенирования можно точно определить, какие именно бактерии присутствуют в биообразце. Мы также умеем выращивать в искусственной среде почти любой интересующий нас микроорганизм. Такие пробы («посевы») выполняют, чтобы определить возбудителя заболевания и подобрать антибиотик. Но выращивать более трех видов бактерий одновременно мы пока не научились: микроорганизмы конкурируют между собой, и в искусственной среде один вид подавляет другие, и это непредсказуемо. Соответственно, полимикробные процессы сложнее диагностировать и лечить.

Ваш метод преодолел эту сложность?

Александр Свидзинский: Метод рибосомальной гибридизации на месте (или сокращенно РиГинаМ), который мы разработали и внедрили в нашей лаборатории совместно с клиникой «Шарите», позволяет проследить, где какая бактерия находится, с кем взаимодействует.

Мы научились окрашивать отдельные виды бактерий в разные цвета с помощью помеченных красками олигонуклеотидов. А затем под микроскопом легко увидеть, какие виды бактерий положительно влияют на организм, являясь «тружениками» и «созидателями», и какие проявляют патогенные свойства.

Происходит диагностика следующим образом. Из кала пациента изымается цилиндр и фиксируется в парафине. Затем делаются срезы, обрабатываются, и по ним изучается и распределение бактерий, и поверхностная слизь кишечника. Такие анализы, в отличие от колоноскопии, можно выполнять хоть каждый день.

Но настоящий прорыв будет, когда мы научимся влиять на полимикробные сообщества.

Это поможет создать средства лечения сложных заболеваний?

Александр Свидзинский: Можно будет наконец найти подходы к диагностике и лечению полимикробных инфекций. Простой пример. Есть много сильных антибиотиков, прекрасно действующих на изолированные культуры бактерий. Но они могут и не сработать при полимикробной инфекции. Микроорганизмы могут помогать или, наоборот, подавлять друг друга. Антибиотик убил часть микробов , а оказывается, что они подавляли другие, не менее опасные. И без своих врагов оставшаяся часть начинает разрастаться со страшной силой. Поэтому важно видеть цельную картину и контролировать, как наши средства влияют на все сообщество бактерий. Если нам удастся победить полимикробные инфекции, люди будут жить намного дольше.

Наш природный биореактор толстой кишки эксплуатирует 5 тыс. видов бактерий, производя благодаря им энергию, витамины, гормоны, нейрорегуляторы, формирует элементы иммунной системы для определения «свой-чужой». Управлять всем этим — сложная задача.

Какие заболевания помогает диагностировать ваш метод?

Александр Свидзинский: В первую очередь речь идет о хронических воспалительных заболеваниях кишечника. Сейчас пациентам с язвенным колитом и болезнью Крона делают колоноскопию раз в год или два, а этого катастрофически мало, чтобы качественно спрогнозировать развитие заболевания и оценить эффективность лечения.

Будем надеяться, уже скоро можно будет контролировать состояние пациента неинвазивными методами, простыми анализами. Сейчас мы отрабатываем методику РеГинаМ в экспериментальном режиме. А в дальнейшем планируем распространить ее применение и в других клиниках.

Получается, что микробиота кишечника — это такое сложное «государство в государстве». И как им можно управлять?

Александр Свидзинский: В нас живут десятки тысяч видов микроорганизмов, которые составляют так называемую «здоровую микробиоту». Нет и заведомо «плохих бактерий». Наш организм выбирает и поддерживает наиболее подходящие ему сообщества микроорганизмов и одновременно сдерживает их, чтобы они не могли своевольничать и приносить вред. Но это — в идеале. А в реальной жизни даже самые «хорошие» бактерии тут же превращаются в наших врагов, как только организм дает слабину.

Вот простой пример. В толстом кишечнике обитают около пяти тысяч видов бактерий. Многие из них злостные патогены, которые вызывают газовую гангрену, гнойные воспаления, сепсис, эндокардит, как только попадают в ткани организма. Эта убийственная смесь неизменно присутствует в толстой кишке, и человек живет на этом вулкане. Но у большинства ничего не случается: нас защищает особая структура толстого кишечника. Его стенка покрыта слизистым слоем, не подпускающим бактерии к эпителию. Но если слизистый барьер размягчается, то бактерии проникают внутрь организма и приводят к локальному воспалению — колиту, а в худшем случае — через кровь разносятся в разные органы.

Так что, без преувеличения, наше здоровье начинается в нашем кишечнике.
И вы имеете в виду не только инфекционные заболевания?

Александр Свидзинский: Дело в том, что полимикробные сообщества участвуют не только в инфекциях, но и в процессах, которые мы пока не причисляем к таковым. Это, например, эндокринологические, ревматические и даже онкологические заболевания. Например, доказано, что колонизация желудка биопленкой Helicobacter pylori, вызывающей язву желудка, является фактором развития рака. Когда мы нашли способ диагностировать и лечить эту инфекцию (нужен только курс антибиотиков), частота возникновения рака желудка во многих странах мира значительно снизилась. Хотя раньше это было одно из самых частых онкологических заболеваний.

Сейчас растет заболеваемость раком толстой кишки, что связывают с неправильным питанием, а в основе может быть нарушение микробиоты. Думаю, в недалекой перспективе мы сможем наладить диагностику рака толстого кишечника, определяя бактерии и вызванные ими процессы.

Еще одна наша цель — проверить, действительно ли аутоиммунные заболевания являются чисто таковыми. Считается, что при таких болезнях иммунная система воспринимает собственные здоровые ткани как чужеродные и атакует их. Но я убежден, что на самом деле организм реагирует на какие-то патогены, которые мы просто пока не изучили.

Такое уже бывало раньше. Сейчас все уже забыли о таком заболевании, как острая ревматическая лихорадка. В прошлом ее называли просто ревматизм. Когда-то она была настоящим бичом.

Все начиналось с банального тонзиллита — ангины, а заканчивалось искореженными суставами и поражением сердца. Почему возникали такие страшные осложнения, долго не могли понять, пока не обнаружили, что виноват стрептококк, Streptococcus pyogenes, вызывавший воспаление горла и миндалин.

Антитела, которые вырабатывались в крови для борьбы с этой бактерией, иммунологически связаны с тканями сердца и суставов, из-за чего эти органы и страдали. Когда тонзиллит начали лечить антибиотиками, проблема была решена.

Вопрос ребром

Вы ученый с мировым именем. Даже есть бактерия, которая названа вашим именем, Gardnerella swidsinskii. Что это была за работа?

Александр Свидзинский: Это стало результатом работы, связанной с бактериальными биопленками. Нам удалось установить, что у пациенток с бактериальным вагинозом формируется полимикробное сообщество — бактериальная биопленка. И она блокирует защитную реакцию женского организма, снижая активность иммуноцитов. Все это осложняло лечение. Одну из образующих бактерий этой биопленки и назвали моей фамилией. Честно говоря, я был бы больше рад, если бы мое имя носила не патогенная, а полезная бактерия, вроде тех, которые делают хлеб или квас.