ПРОФЕССОР ДЕЛАВЭРСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИССЛЕДУЕТ СВЯЗЬ АУТИЗМА С КИШЕЧНИКОМ

Профессор химических технологий Делавэрского университета Прасад Дхурьяти (Prasad Dhurjati) создает компьютерную модель микробиома человеческого кишечника в поисках связи между бактериями, населяющими пищеварительный тракт, и аутизмом.

Нарушения развития, объединенные термином «расстройства аутистического спектра» поражают одного из 68 людей в США.
Но о причинах этих нарушений известно очень мало.

Одна из областей, к которой приковано внимание в последние годы – возможная связь аутизма с пищеварительной системой, а если точнее, с триллионами бактерий, живущих в кишечнике человека.

Эти бактерии и их гены, вместе называемые микробиомом кишечника человека, помогают расщепить то, что организм самостоятельно расщепить не может, вырабатывая определенные питательные вещества и влияя на иммунную систему.
Люди с аутизмом часто испытывают проблемы с пищеварением, но последние исследования говорят о том, что именно проблемы с кишечником, а, точнее, с микробиомом, могут быть тем спусковым крючком, из-за которого возникает нарушение, а не наоборот.
Прасад Дхурьяти профессор химических и биомолекулярных технологий в Делаверском университете хочет узнать больше об этой связи, разрабатывая компьютерную симуляцию этих сложных микробиологических экосистем и их потенциального воздействия на работу мозга.

Так как же технарь исследует аутизм?

“Вы не сконструируете ни самолет, ни нефтехимический завод без помощи компьютерной симуляции”, - говорит Дхурьяти.
“И все же есть одна область знаний, где нам кажется все настолько сложным, что мы даже не создаем моделей. Это медицина. Мы хотим принести в эту сферу количественное моделирование”.

Микробиом иногда называют «органом, о котором забывают», он состоит из 1000 видов известных бактерий, которые содержат в 10 раз больше клеток и в 150 раз больше генов, чем весь остальной организм человека.
“Представьте, что мы выбираем наугад один из генов, содержащихся в организме. То есть проблема скорее всего берет начало в генах нашего микробиома, а не в тех, что мы наследуем”, - говорит Дхурьяти.

Все люди имеют схожий микробиом кишечника, но около трети видов бактерий уникальны для каждого человека и зависят от диеты, экологической обстановки и генетических факторов.

Одна из популярных теорий гласит, что аномальный состав кишечных бактерий в начале жизни позволяет вредоносным химическим веществам проникать из кишечного тракта в кровоток и затем в мозг, вызывая нарушения развития, известные как аутизм.
Обнаружены различия между микробиомами нейротипичных людей и людей с аутизмом, но ученые все еще не пришли к единому мнению относительно того, какие виды бактерий вызывают проблему.

Некоторые исследователи обнаружили шесть «подозреваемых». Другие - семь. И по крайней мере одно исследование говорит о 50 видах, которые могут быть в этом замешаны.
“Милости просим в новую область исследований, где все еще так много непонятного. Что хорошо, а что плохо? И можно ли изменить этот баланс?” - говорит Дэн Смит, вице-президент по инновационным технологиям Autism Speaks.

В прошлом году эта организация объявила о приеме заявок на гранты суммой полтора миллиона долларов США в целях исследования взаимосвязей кишечника и мозга и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта, поражающих людей с аутизмом.
“Мы знаем, что пробиотики и некоторые другие средства оказывают благотворное воздействие на пациентов с аутизмом. Но наша цель - сделать следующий шаг, научиться определять связь определенных симптомов с конкретными бактериями, чтобы можно было назначать индивидуальное лечение”.

Между тем Дхурьяти говорит о том, что теоретически такой четкой связи одного симптома с одним видом бактерии может и не быть.
“Мы стараемся определить не только траекторию от плохого здоровья к хорошему, но и что влияет на эту траекторию, и можно ли ее изменить”.

“Мое мнение, что это произойдет не благодаря экспериментам или какой-то таблетке. А благодаря глубокому пониманию сложных взаимосвязей между этими бактериями, пищеварительной системой и мозгом”.

Дхурьяти и еще трое ученых создали первую элементарную модель этих связей в 2013 году. Теперь они надеются улучшить ее на основе данных, предоставленных исследователями, такими как доктор Рамник Ксавьер (Dr. Ramnik Xavier), глава гастроэнтерологического отделения больницы штата Массачусетс.

“Наше последнее исследование включало создание искусственного генома аутизма, состоящего из микробов, найденных у лиц с аутизмом. Цель – сравнить его с моделью микробиома нейротипичного человека, чтобы определить, чем питаются «аутистические» микробы, какие вещества они вырабатывают, и как это влияет на проницаемость кишечника и гематоэнцефалический барьер”.
Дхурьяти, который вскоре представит свою работу экспертам Christiana Care Health System (одной из крупнейших организации здравоохранения США), говорит, что его конечная цель - создание такого мощного компьютерного симулятора, который позволит точное тестирование терапий до испытания на людях.

“Лично я считаю, что есть точка, в которой можно достаточно рано «поймать» траекторию развития аутизма и изменить ее”, - говорит он. “И чем раньше мы сможем проводить системную диагностику, тем с большей вероятностью мы сможем внести необходимые изменения. Мы работаем над проектом, который дает эту надежду”.
Comments