Faecalibacterium prausnitzii: мікроб, що гине в повітрі

Більшість бактерій стають відомими через те, що вони роблять з людьми. Ця стала відомою через те, що зникла.

2008 року команда під проводом Гаррі Сокола подивилася на вистилку кишківника людей із хворобою Крона в момент операції, а тоді ще раз через півроку ¹. Один вид вирізнявся своєю відсутністю. Там, де його було менше на видаленій слизовій клубової кишки, ендоскопічне повернення хвороби через 6 місяців траплялося частіше ¹. Цим організмом була Faecalibacterium prausnitzii — і це не якийсь екзотичний пасажир. У здорового дорослого це одна з найпоширеніших бактерій у тілі.

Що це таке, одним реченням

Faecalibacterium prausnitzii — облігатно анаеробна, нерухома бактерія товстої кишки людини, яка виробляє бутират: звичайний мешканець, а не збудник, і один із найчисленніших окремих видів у здоровому кишківнику дорослого ²³.

Де вона живе

У товстій кишці і практично більше ніде в нас. Її виділяють із людського калу, а опис 2002 року, що дав їй теперішню назву, назвав її одним із найчисленніших заселювачів товстої кишки людини ³. Огляд 2013 року дав цьому число: понад 5 % усієї бактеріальної популяції кишкової мікробіоти здорового дорослого ².

Дві подробиці її харчування багато про неї пояснюють. Вона облігатний анаероб: кисень для неї не просто некорисний, кисень для неї — кінець. І їй потрібен ацетат у середовищі для росту ³. Ацетат — це відхід інших кишкових бактерій. Отже, цей організм сидить нижче за течією від своїх сусідів, їсть те, що вони викидають, у єдиному місці в тілі, де немає кисню і є стала подача недоїдків.

Що вона робить для нас

Вона робить бутират. Це звучить як дрібна хімічна примітка, доки ви не спитаєте, для чого бутират.

2011 року Даллас Донохью та колеги порівняли стерильних мишей зі звичайними і виявили, що колоноцити — клітини, які вистилають товсту кишку, — використовують бутират бактеріального походження як головне джерело енергії ⁵. Стерильні колоноцити сиділи в стані енергетичного голоду: знижене окисне фосфорилювання, менше АТФ і ввімкнена автофагія. Додавання бутирату врятувало їхнє мітохондріальне дихання і спинило автофагію, причому він зробив це саме як пальне, а не як пригнічувач ферменту ⁵.

Отже, виробник бутирату — це не розмита «хороша бактерія». Це постачальник для конкретної тканини, яка віддала своє харчування на підряд.

Є й друга робота, і тут докази цікавіші за гасло. Група Сокола не лише рахувала вид — вона його перевіряла. Стимуляція мононуклеарних клітин периферичної крові людини за допомогою F. prausnitzii дала значно менше IL‑12 та IFN-γ і більше IL‑10 — спокійніший, менш запальний профіль ¹. У репортерній клітинній лінії сама бактерія нічого не зробила з активністю NF-κB, підганяною IL‑1β, а от її безклітинна надосадова рідина цю активність скасувала. Годування мишей або живою бактерією, або її надосадовою рідиною помітно зменшило тяжкість хімічно викликаного коліту ¹. Інакше кажучи, частина протизапального ефекту — це молекула, яку організм виділяє, а не сам організм. Одну таку молекулу згодом знайшли в тій надосадовій рідині: білок масою 15 кДа на ім'я MAM — мікробна протизапальна молекула, — який, коли його виробляли в клітинах кишкового епітелію, зменшував активацію NF-κB і який запобігав хімічно викликаному коліту в мишей, коли його доставляли харчовою Lactococcus lactis ⁶.

Дослідження 2017 року, яке виділило свіжі штами від здорових добровольців, додало корисний місток: серед тих ізолятів вироблення бутирату йшло поряд зі здатністю викликати IL‑10 ⁸. Пальне і спокій — можливо, не дві окремі історії.

Що вона робить проти нас — і де докази вичерпуються

Тепер та частина, яку зазвичай не ставлять на інфографіку. Не шкода — ніщо з наведеного тут не показує, що вона нападає на здорову людину, — а чотири місця, де оповідь слабша за етикетку.

Докази на людях мають характер зв'язку. Дані Сокола щодо людей спостережні; причинна робота — це клітинні лінії та миші ¹. Спад, який іде поряд із хворобою, — не те саме, що спад, який хворобу спричиняє, а цей вид падає при довжелезному списку станів, і саме цього й чекаєш від крихкого організму, який відгукується на хворобу взагалі.

А крихкий він справді — і це ріже в обидва боки. Оскільки вона не терпить кисню ³, усе, що пускає кисень у просвіт товстої кишки, її прибирає. Дослідження калової мікробіоти при ВІЛ-інфекції 2016 року виявило F. prausnitzii критично менш численною, ніж у контрольній групі, у спільноті, яка рішуче зсунулася до видів, що терплять кисень: 80,8 % видів, збагачених у групі з ВІЛ, були аеротолерантні (42 з 52) проти 16,1 % видів, збагачених у контрольній групі (14 з 87) ⁷. Це картина пошкодженого, насиченого киснем кишківника, і зниклий анаероб тут правдоподібно є наслідком. Читайте низьке значення як сигнал, а не як вирок.

Назва на етикетці обіцяє більше, ніж дає. Ізоляти цього виду від здорових людей відрізняються одне від одного за виробленням ферментів, стійкістю до антибіотиків та імуномодулювальними властивостями — ефекти залежать від штаму, і автори описують свої штами як кандидатів у пробіотик нового покоління, а не як доведений пробіотик ⁸.

І це метаболічна машина, а не користь. Поряд із бутиратом і форміатом усі чотири штами в первісному описі виробляли D-лактат, а не L-лактат ³. Бактерія має виходи; це ми обираємо, який із них назвати суттю.

Чого жодна з наведених тут робіт не показує, так це того, що навмисне підняття F. prausnitzii — у будь-який спосіб — робить людину здоровішою. Ось цього дослідження і варто просити.

Назва весь час рухається

Її описали як Fusobacterium prausnitzii. 2002 року Сильвія Данкан і колеги показали секвенуванням 16S рРНК, що ці штами лише віддалено споріднені з Fusobacterium у вузькому розумінні і належать натомість до кластера IV Clostridium, і запропонували новий рід: Faecalibacterium, із Faecalibacterium prausnitzii як типовим видом і штамом ATCC 27768 як типовим штамом ³. Fusobacterium prausnitzii — той синонім, який ви й досі зустрінете в старіших статтях.

А тоді вона переїхала знову. 2022 року перегляд на основі геномів розколов групу: запропонували три нові види, а штам A2-165 — робочий кінь більшої частини протизапальної літератури вище — став типовим штамом Faecalibacterium duncaniae ⁴. Рід відтоді й далі росте: Faecalibacterium taiwanense описали з людського калу 2024 року ⁹.

Це не буквоїдство. Це означає, що чимала частина опублікованого під словами F. prausnitzii описує організм, який тепер має іншу назву, і будь-який аналіз чи продукт, що цитує цей вид, треба читати з цим на думці.

Чесний підсумок

Найчисленніша бактерія здорової товстої кишки — це анаероб, який гине в повітрі, годує вистилку кишківника саме тим пальним, яке вона віддає перевагу, виділяє щось, що заспокоює запальний сигнал, зникає, коли кишківник запалений, і яку двічі перейменували, поки ми її вивчали. За кожним із цих тверджень стоїть стаття. За твердженням, що вона зробить вас здоровим, — поки що ні.