Verrucomicrobiota: ang mucus eater na gusto mo sa gut

Magsimula tayo sa mucus, dahil doon nangyayari ang kuwentong ito. Hindi hubad na tisyu ang loob ng colon mo. Nababalot ito ng gel ng mucin — malalaking protinang may tuldok-tuldok na asukal na inilalabas at pinapalitan ng goblet cell mo sa buong maghapon. Karamihan sa gut bacteria ay lumulutang sa lumen at kinakain ang kinain mo. May isang angkang natutong kainin ang balot sa halip. Ang angkang iyon ay ang Verrucomicrobiota, at ang dahilan kung bakit may nakarinig nito sa labas ng departamento ng mikrobiyolohiya ay iisang species, na hinugot mula sa dumi ng tao at pinangalanan noong 2004: ang Akkermansia muciniphila, na ang ibig sabihin, halos, ay mahilig sa mucus ¹.

Ano ito, sa isang pangungusap

Ang Verrucomicrobiota ay phylum — isa sa mga sanga sa antas ng puno ng puno ng buhay ng bacteria — ng Gram-negative na bacteria (ang uri ng cell wall na hindi humahawak sa klasikong lilang mantsa sa lab) na matatagpuan sa lupa, sariwang tubig, dagat at bituka ng mga hayop, at pinakakilala sa kalusugan ng tao dahil sa genus na naninirahan sa mucus, ang Akkermansia.

Sulit ang isang sandali para sa paghihiwalay, dahil ang paghihiwalay ang mismong mekanismo. Nang unang mapatubo ang A. muciniphila sa dalisay na kultura, pinatubo ito sa gastric mucin na ibinigay bilang tanging pinagkukunan ng carbon at nitrogen. Hindi bilang dagdag sa mayamang sabaw — kundi bilang buong menu. Ang pinakamalapit nitong naitalang kamag-anak noon, ang Verrucomicrobium spinosum, ay 92 % lamang ang tugma sa sequence ng 16S rRNA gene nito — ang bahagi ng DNA na binabasa ng mga microbiologist bilang barcode ng bacteria — malayo nang sapat kaya kailangang lumikha ng bagong genus para rito ¹. Kaya ang katangiang tumutukoy sa organismong ito ay hindi pag-aangkin sa kalusugan. Diyeta ito.

Saan ito nakatira sa katawan

Halos sa iisang lugar: ang mucus layer ng malaking bituka, nakadiin sa dingding sa halip na lumutang sa agos. Nang idisenyo ang isang fluorescent na probe para bilangin ito nang tuwiran sa dumi ng tao, lumagpas ang A. muciniphila sa 1 % ng lahat ng selula sa dumi at napatunayan itong karaniwang bahagi ng daanan ng bituka ng tao sa halip na kakatwang bagay ².

Hawakan mong maluwag ang bilang na iyon, dahil sa dahilang mas mahalaga kaysa sa tunog nito. Kinukuhanan ng dumi ang umaalis sa gut, hindi ang kumakapit sa mucus kung saan talaga nakatira ang organismong ito, kaya anino lang ng tunay na populasyon ang bilang sa dumi. At may nakaraan na rito ang instrumento mismo. Nang i-sequence ng mga mananaliksik ang 181 sample ng lupa — 112 lupa sa ibabaw mula sa mga biome sa Antarctica, Europa at Amerika, dagdag ang 69 na kinuha mula sa mga hukay sa isang mabundok na kagubatan ng koniperus — natagpuan nila ang Verrucomicrobia sa 180 sa kanila, at sa mga patong sa ibabaw ay katamtamang 23 % ng sequence ng bacteria ang phylum — isang paghahari na hindi napansin sa loob ng maraming taon dahil kulang ang pinapalaki ng karaniwang ginagamit na PCR primer — ang maiikling kawit ng DNA na kumukopya ng gene para mabilang ito — sa 16S gene ng verrucomicrobia ¹². Ang phylum na kayang magtago sa karaniwang paraan sa lupa ay kayang magtago rito sa gut.

Ano ang ginagawa nito para sa atin

Mekanismo muna, ebidensiya pangalawa. Ang paghati sa mucin ay naglalabas ng short-chain fatty acid, na sinusunog ng mga selulang bumabalot sa colon mo bilang panggatong, at ang pagtanggal ng mucin ay mukhang nag-uudyok sa host na maglabas pa nito. Sa katamtamang populasyon, paglilipat iyon at hindi pagkalugi — isang harang na pinapanumbalik sa halip na inuupos ³.

Sa mga daga, tumatakbo ang kuwento sa direksiyong sana. Bumababa ang A. muciniphila sa mga hayop na obese at may diabetes; ibinabalik ito ng pagpapakain ng prebiotic — ang fiber na nagpapakain sa gut bacteria — kasabay ng mas mabuting metabolic na larawan; at binaligtad ng pagbibigay ng buhay na organismo ang pagtaas ng taba, ang metabolic endotoxaemia (mga piraso ng pader ng bacteria na tumatagas sa dugo), ang pamamaga sa tisyu ng taba at ang insulin resistance sa high-fat diet. Walang ginawa niyon ang mga selulang pinatay sa init ⁴.

Sa tao, may eksaktong isang bagay na sulit sipiin, at maliit ito. Isang randomised, double-blind at placebo-controlled na pilot sa mga boluntaryong sobra sa timbang at insulin-resistant ang nag-enrol ng 40 at nagtapos sa 32. Sa loob ng tatlong buwan, ligtas at matitiis ang araw-araw na oral na supplement. Laban sa placebo, pinaganda ng pasteurised na paghahanda ang insulin sensitivity nang 28.62 % (P = 0.002), ibinaba nito ang insulinaemia — ang dami ng insulin na umiikot — nang 34.08 % at ibinaba nito ang kabuuang cholesterol nang 8.68 %; hindi umabot sa kabuluhan ang mga pagbabago sa timbang ng katawan at sa taba ⁵. Tatlumpu't dalawang tao, isang sentro, tatlong buwan, marka sa dugo. Dahilan iyon para patuloy na bantayan ang tanong, hindi dahilan para dosisan mo ang sarili mo.

Ngayon ang hindi komportableng bahagi, sabihin nang malinaw, dahil nakalantad ito sa dalawang pag-aaral na iyon. Sa gawa sa daga, walang ginawa ang mga selulang pinatay ⁴. Sa pilot sa tao, ang pasteurised — ibig sabihin, pinatay — na paghahanda ang brasong nagdala ng epekto ⁵. Hindi pareho silang buong mekanismo. Ang sinumang sumisipi ng isa sa mga resultang iyon at hindi ng isa pa ay may ibinebenta.

Bukod sa metabolismo, lumilitaw ang phylum sa onkolohiya. Sa mga pasyenteng tumatanggap ng PD‑1 checkpoint immunotherapy — ang mga gamot na nagtatanggal ng preno sa immune system para salakayin nito ang tumor — sumabay ang relatibong dami ng Akkermansia sa klinikal na pagtugon, at ibinalik ng oral na supplement ang epekto ng gamot sa mga dagang tumanggap ng dumi mula sa mga hindi tumugon ⁶. Korelasyon iyon sa tao na may mekanismong ipinakita sa hayop — nangangakong pangungusap, hindi paggamot.

Ano ang ginagawa nito laban sa atin

Parehong katangian, nakaturo sa kabilang panig. Sa mga gnotobiotic na daga — hayop na pinalaki nang walang mikrobyo, saka binigyan ng kilalang listahan ng bacteria at wala nang iba — na may dalang tiyak na komunidad ng walong species, ang pagdagdag ng A. muciniphila sa impeksiyong Salmonella Typhimurium ay nagpalala sa lahat: mas mataas na marka ng pinsala sa tisyu sa ilalim ng mikroskopyo, tumaas na IFN-γ, TNF-α, IL‑6 at IL‑17 — apat sa mga senyas ng pamamaga ng katawan — sampung beses na mas maraming Salmonella na nakarating sa mesenteric lymph node (ang mga salaan ng immunity sa likod ng dingding ng bituka), at 2–3 beses na mas kaunting goblet cell na puno ng mucin sa caecum ⁷. Hindi neutral ang espesyalista sa mucus sa namamagang gut. Isa itong ganang nakatayo sa tabi ng nanipis na dingding.

Ang diyeta ang nagpapasya kung aling bersiyon ang makukuha mo. Nang gutumin ng fiber ang sintetikong komunidad ng gut ng tao sa mga daga, bumaling ito sa mucus glycoprotein ng host — ang mga protinang balot ng asukal ng sarili mong mucus — para sa pagkain, inupos nito ang mucus barrier ng colon, at pinayagan nito ang pathogen na Citrobacter rodentium na marating ang epithelium (ang iisang layer ng selula na siya mismong dingding) at magdulot ng nakamamatay na colitis — ang pamamaga ng colon na pumatay sa mga daga ⁸. Hindi bonus ang fiber sa larawang ito. Ito ang nagpapalayo sa mga kumakain ng mucus mula sa dingding.

Sa klinika, isinulat na ang pag-iingat ng mga taong sineseryoso ang organismo. Itinanghal ng mga tagasuring sumuri sa sinadyang supplement ang inflammatory bowel disease, ang aktibong impeksiyon sa bituka at ang gut na katatapos lang ng antibiotics bilang mga sitwasyon kung saan baka hindi makatulong ang mas maraming Akkermansia, at binanggit nilang ang gut microbiota ng mga pasyenteng may Parkinson's disease at multiple sclerosis ay may dalang katangiang lagda ng mas mataas na dami — isang asosasyong hindi pa malinaw ang direksiyon ⁹.

Ang pinakabagong pangalan, at ang luma

Sa halos buong nailathalang buhay nito, Verrucomicrobia ang tawag sa phylum na ito. Matapos ipasok ang antas na phylum sa loob ng patakaran ng code ng nomenclature ng bacteria, wastong inilathala ang 42 pangalan ng phylum noong 2021, bawat isa ay pormal na itinayo sa isang type genus — at naging Verrucomicrobiota ang Verrucomicrobia ¹¹. Parehong organismo, parehong biyolohiya, bagong dulo. Synonym ang lumang pangalan, hindi ibang bug, at makakasalubong mo ito sa halos lahat ng papel na binanggit sa pahinang ito.

Ang sasabihin ko sa maingat na mambabasa

Tatlong tapat na hangganan. Halos lahat ng alam natin ay gawa sa daga, at tahasang sinasabi iyon ng mga review: manipis pa rin ang panitikan ng panghihimasok sa tao ¹⁰. Ang iisang kontroladong human trial ay nagtapos sa 32 katao sa iisang sentro at sumukat ito ng marka sa dugo, hindi ng sakit ⁵. At ang mga obserbasyon sa tao ay mga asosasyon, at hindi naitatag sa alinmang direksiyon ang palaso sa pagitan ng mababang Akkermansia at ng metabolic na sakit.

Ang nakakaligtas sa lahat ng iyon ay isang mekanismong kaya mong sundin nang walang binibili. Kumakain ng mucus ang organismong ito kapag walang mas mabuting inaalok. Ang fiber ang mas mabuting alok.