Необычный грибок в кишечнике оказался способен ослаблять последствия облучения
Китайские учёные обнаружили необычный механизм защиты организма от радиационного повреждения, связанный с грибком, живущим в кишечнике. В экспериментах на мышах Mucor racemosus уменьшал повреждение кишечника после облучения, а исследователи выяснили, что он действует сразу двумя путями — непосредственно помогает восстановлению клеток и изменяет работу других микроорганизмов кишечника.
Mucor racemosus относится к нитчатым грибам и способен существовать в кишечнике как в форме спор, так и в виде гиф. Обычно исследования микобиома человека сосредоточены главным образом на дрожжах, поэтому роль подобных грибов в работе организма остаётся значительно менее изученной. Новая работа показывает, что они могут быть не просто случайными обитателями кишечника, а активно участвовать в обмене веществ между микробиотой и хозяином.
Во время экспериментов мышей подвергали воздействию радиации, после чего части животных вводили M. racemosus. У этой группы наблюдались менее выраженные признаки повреждения кишечника, воспаления и окислительного стресса, а потеря массы тела была меньше, чем у контрольных животных.
Исследователи дополнительно проверили эффект на стерильных мышах, выращенных без обычной кишечной микробиоты. Защитное действие сохранилось и у них, что показало: грибок способен непосредственно влиять на восстановление тканей, а не только действовать через другие микроорганизмы.
Поиск механизма привёл учёных к трём аминокислотам, которые производит M. racemosus: L-глутамату, L-аспартату и DL-лизину. Они поступали к клеткам хозяина и усиливали восстановление повреждённой радиацией ДНК в эпителии кишечника.
Но этим действие грибка не ограничивалось. M. racemosus также производит метилтиоаденозин, или MTA. Сам по себе этот метаболит не оказался главным веществом, непосредственно восстанавливающим повреждённые клетки. Вместо этого он менял состав и метаболическую активность кишечных бактерий.
Особенно заметно его воздействие проявилось в отношении бактерии Limosilactobacillus reuteri. Под влиянием грибкового MTA её количество увеличивалось, одновременно перестраивался обмен соединений серы и возрастало образование метионина, который также усиливал устойчивость кишечника к радиационному повреждению. Таким образом, защитный эффект возникал благодаря своеобразной цепочке взаимодействий между грибком, бактериями и организмом хозяина.
Учёные проверили и более практичный вариант доставки грибка. Облучённым мышам давали сыр, ферментированный с помощью M. racemosus. По сравнению с животными, получавшими сыр без этого грибка, у них уменьшалось воспаление кишечника, лучше сохранялась целостность кишечного барьера и снижались системные признаки воспаления. Первичная публикация подтверждает, что ферментированный продукт обеспечивал радиозащитный эффект in vivo.
Результат может оказаться особенно интересным для исследований осложнений лучевой терапии. Облучение при лечении опухолей способно повреждать здоровые ткани кишечника, поэтому поиск способов уменьшить эти последствия остаётся важной задачей. Однако исследование пока является доклиническим: эффективность и безопасность такого подхода у людей не доказаны.
Авторы также предупреждают, что использование живого M. racemosus потребует отдельной проверки безопасности, особенно у людей с ослабленной иммунной системой. Поэтому результаты работы пока нельзя рассматривать как рекомендацию употреблять продукты с этим грибком или использовать его самостоятельно для защиты от радиации.
Следующим этапом должны стать исследования, которые покажут, можно ли воспроизвести обнаруженный механизм у человека и безопаснее ли использовать не сам грибок, а производимые им аминокислоты и другие метаболиты. Работа одновременно указывает на более широкую возможность: малоизученные нитчатые грибы кишечника могут играть значительно более активную роль в физиологии человека, чем предполагалось ранее.
Исследование в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.