Новое и
полезное

Определение состава микробной флоры будет способствовать развитию персонализированной стоматологической помощи

Тело человека служит домом для сложных экосистем микробов, которые, как все чаще признается, играют критическую роль как в сохранении здоровья, так и в заболеваниях.  Вирусы могут атаковать и изменять состав бактериальных сообществ, но пока мало известно о том, как это может повлиять на здоровье человека. В новом исследовании, опубликованном в журнале «Геномные исследования» (Genome Research), ученые провели метагеномный анализ защитных механизмов бактерий, живущих во рту человека, и изменения их состава во времени. Оказалось, что защитные механизмы бактерий, населяющих ротовую полость, уникальны и их можно отслеживать – это поможет в будущем персонифицировать стоматологическую помощь.

Благодаря достигнутым в последние годы успехам в технологиях секвенирования сейчас ученые могут определять генетическое разнообразие и микробных, и вирусных сообществ одновременно, в том числе и живущих внутри нас. В недавних исследованиях были изучены вирусные сообщества дыхательного и пищеварительного трактов, и показано, что вирусы могут существенно влиять на микробные экосистемы и здоровье человека, являющегося для них организмом-хозяином.  Меньше известно о влиянии вирусов на микробиом (состав микрофлоры) ротовой полости, которое может играть важную роль в ее заболеваниях.

Стратегия изучения взаимодействия между бактериальными сообществами и вирусами состоит в том, чтобы секвенировать (определить последовательность) специфичные элементы ДНК бактерий, которые обеспечивают приобретенный иммунитет от вирусной атаки и называются кластерными регуляторными прерывистыми короткими палиндромными повторами (англ. сокр. CRISPR). Бактерия интегрирует чужеродную ДНК атаковавшего ее патогенна в «промежутки» между повторами, и затем использует эти промежутки для распознавания и ответа на атаку.

В данном исследовании группа ученых из Университета Калифорнии в Сан-Диего впервые проанализировала эволюцию CRISPR-элементов бактериальной иммунной системы с течением времени в теле человека, а именно – в ротовой полости. Образцы слюны получали от 4 здоровых человек в течение 17 месяцев и секвенировали CRISPR-элементы многочисленных стрептококковых бактерий – преобладающей группы бактерий в ротовой полости большинства людей. Анализ показал, что хотя имеется набор CRISPR-элементов, сохраняющихся у микробиома индивида с течением времени (от 7 до 22%), большая часть CRISPR-элементов меняется даже в течение непродолжительного времени. При каждом новом заборе пробы слюны набор CRISPR-элементов менялся примерно на треть, что означает, что иммунный ответ бактерий на атаку вирусов развивается в течение нескольких дней, если не быстрее.

Поскольку иммунные свойства бактерий можно использовать для отслеживания самих бактерий и их вирусов, это может способствовать более индивидуализированной стоматологической помощи, при которой отслеживание микробов будет входить в состав рутинных здравоохранительных мероприятий.