З російської переклав: Глушак Д. Д. 2018р. Зміст



жүктеу 4.03 Mb.
бет17/31
Дата20.04.2019
өлшемі4.03 Mb.
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   31

Lactobacillus casei


і почав вирощувати його в прокислому молоці. В 1935 році з'явилася перша баночка молочнокислого продукту за назвою 

Yakult .


Нині у світі щорічно продається близько 12 мільярдів таких баночок. Виробництво пробіотиків приносить мільярди доларів. Вони насичують не тільки наші животи, але й наше прагнення до «природної» медицини ( незважаючи на те що до складу більшої частини пробіотиків включені модифіковані мікроби, вирощувані штучно протягом багатьох поколінь). В одних товарах мікроби чекають поглинання в живій заквасці, в інших вони висушені шляхом сублімації й упаковані в капсули або пакетики. В одних капсулах утримується лише один штам мікробів, в інших – багато. Реклама пробіотиків говорить, що вони поліпшують травлення, зміцнюють імунітет і лікують найрізноманітніші захворювання – як пов'язані із травленням, так і багато інших.

У пакетику з найбільш концентрованим пробіотиком утримується всього кілька сотень мільярдів бактерій. Здається, що це багато, але в нас у кишечнику їх у сотні разів більше. У пляшечці йогурту бактерій зовсім небагато, до того ж у кишечнику дорослої людини вони не відіграють важливої ролі. По більшій частині вони належать до тієї ж категорії, що так обожнював Мечников, – це молочнокислі лактобацилли й біфідобактерії. Їх вибрали не через користь, а через практичність. Вирощувати їх легко, у прокислій їжі вони уже є, а ще вони здатні вижити як у пакувальному цеху, так і в шлунку споживача. «А от у людському кишечнику їм довго не простягнути – не вистачає потрібних для цього якостей», – пояснює Джефф Гордон. Для підтвердження цього його наукова група провела аналіз кишкових мікробіомів добровольців, які протягом семи тижнів щодня вживали по дві порції йогурту «Активіа». Бактерії, що утримуються там, не колонізували кишечник добровольців і ніяк не впливали на склад їх мікробіому. Гертер і Кендалл говорили про це ж ще в 1920-х, а Меттью Бекер і інші це помітили під час пошуків жаб'ячих пробіотиків. Такі йогурти – немов протяг, що влітає в одне вікно, що й вилітає в інше [357] .

.

Хтось почне стверджувати, що це не має значення: протяг цілком може на своєму шляху що-небудь упустити. Група Гордона виявила кілька підтверджень цьому: йогурт, який вони досліджували, часом провокував активацію відповідальних за розщеплення вуглеводів генів у мікробів у кишечнику мишей, хоч і ненадовго. Незабаром після цього Венді Гарретт з'ясувала, що один зі штамів 


Lactococcus lactis


допомагає мишам, не залишаючись у них в організмі, та й у живих також не залишаючись. Потрапивши в кишечник миші, бактерії немов вибухають, звільняючи в момент смерті протизапальні ферменти. Поселенці з них, може, і так собі, зате хоч якусь користь можуть принести.

Можуть. А чи приносять? Відповідь на це запитання можна знайти в самому слові «пробіотики». Всесвітня організація охорони здоров'я дає йому наступне визначення: «живі мікроорганізми, які в певних дозах поліпшують здоров'я хазяїна». Вони корисні для здоров'я


за визначенням .


Нагромадилася ціла купа досліджень, які, на перший погляд, це визначення підтверджують. Але більша їхня частина проводилася на окремих клітинах або з лабораторними тваринами, так що незрозуміло, чи застосовні результати до людського організму. А в дослідженнях, проведених на людях, звичайно було мало випробуваних, так що результати їх складно назвати об'єктивними, особливо з погляду статистики.

Пошук серед таких досліджень чого-небудь достовірного – заняття надзвичайно складне й нудне. На щастя, у відомій некомерційній організації «Кокрановське співробітництво», що займається в тому числі оглядом і аналізом досліджень в області медицини, це все-таки зробили. І от що вирішили: пробіотики послабляють приступи гастроентериту й знижують ризик появи діареї через приймання антибіотиків. Ще вони часом рятують недоношених дітей від смертельної хвороби – язвово-некротичного ентероколіту. І на цьому все. Через що, запитується, увесь цей ажіотаж? Досі немає доказів того, що пробіотики допомагають хворим алергією, астмою, екземою, ожирінням, діабетом запальними захворюваннями, що найбільше часто зустрічаються, кишечника, аутизмом і багатьма іншими порушеннями в роботі організму, у яких звинувачують мікробіом. І досі невідомо, чи дійсно описані в дослідженнях поліпшення відбуваються завдяки змінам у мікробіомі [358] .

Органи державного регулювання прийняли цю проблему до відома. Тепер пробіотики формально вважаються харчовими продуктами, а не ліками. Це означає, що їхнім виробникам не доводиться долати купу бюрократичних перешкод, що чекають фармацевтичні компанії при створенні нових ліків. Мимо того їм заборонено стверджувати, що їх товар запобігає або лікує якісь захворювання – цим займається медицина. Якщо вони переступають грань припустимого, їх чекають неприємні наслідки. В 2010 році Федеральна торговельна комісія США подала позов на компанію 

Danone


- та запевняла, що «Активіа» «полегшує тимчасові порушення» і запобігає застуді й грипу. Ось чому в рекламі пробіотиків звичайно використовуються мрячні фрази, що часом граничать з нісенітницею: компанії-виробники навперебій затверджують, що їхні продукти «балансують травну систему» і «зміцнюють імунний захист».

І навіть подібні твердження не залишилися без уваги супротивників. В 2007 році Європейський союз ухвалив, що компанії по виробництву харчових продуктів і добавок повинні науково обґрунтувати всі голосні заяви, що кричать з упакувань. Якщо вже їм є бажання заявити, що завдяки їхнім продуктам люди стануть здоровіші, сильніші й стрункіші, нехай доводять. Ну, ті й спробували – і потрапили в незручність. Науково-експертна рада ЄС відхилила більш 90 % запропонованих заяв – у тому числі абсолютно всі пов'язані з пробіотиками. А тому що саме слово «пробіотик» означає користь для здоров'я, ЄС у грудні 2014 року взагалі заборонив використовувати його на упакуваннях і в рекламі. Захисники пробіотиків обурилися – мовляв, відмова не обґрунтована з наукового погляду, і тепер усій сфері пробіотиків прийдеться несолодко. Скептики ж вважають, що ЄС не даремно змусила виробників виправитися й надати докази, що підтверджують їхні голослівні заяви [359] .

Незважаючи на надмірний ажіотаж навколо пробіотиків, їхні принципи залишаються незмінними [360] . Бактерії виконують у нашому організмі безліч найважливіших функцій – напевно повинен бути спосіб зміцнити здоров'я, проковтнувши або ще якось уживши потрібних мікробів. Просто штами, які зараз для цього використовуються, виявилися не тими, що потрібно. Це лише мала частина мікробів, що живуть пліч-о-пліч із нами, а їх здатності – лише малюсінька частка всього того, на що здатний наш мікробіом. У попередніх главах ми познайомилися з деякими підходящими мікробами. Там і любителька слизу 

Akkermansia muciniphila ,


чия присутність корелює з меншим ризиком розвитку ожиріння або виснаження. Там і 

Bacteroides fragilis ,


що не дає імунітету розлютитися й спровокувати запалення. Там 

Faecalibacterium prausnitzii ,


ще одне протизапальне маля – у людському кишечнику, що страждає запальним захворюванням, вона зустрічається вкрай рідкісно, хоча її поява здатна полегшити симптоми в мишей. Можливо, у майбутньому пробіотики будуть складатися саме з цих бактерій. Їхні здатності вражають і представляють для нас величезну цінність. Вони вже адаптовані до нашого організму, а деякі ще й широко в ньому поширені: кожна двадцята бактерія в кишечнику здорової дорослої людини – 

F. prausnitzii .


Вони, на відміну від лактобацилл, не яка-небудь мікробіомна масовка. Вони – справжні зірки кишечника. Уже їм-то його колонізувати труду не складе [361] .

Разом з тим успішна колонізація спричиняє не тільки нагороду крупнішу, але й ризик більший. Поки що в історії приймання пробіотиків практично не було особливо небезпечних випадків [362] , але, можливо, причиною тому є їхня нездатність залишитися в організмі надовго. А що буде, якщо використовувати більш розповсюджених жителів кишечника? По дослідах на тваринах ми знаємо, що отримані в дитинстві мікроби здатні ще довго впливати на фізіологію, імунну систему й навіть поведінку особини. І як ми вже знаємо, гарних по своїй суті мікробів не буває – багато видів, у тому числі наші давні симбіонти, такі як 


H. pylori,


можуть як виявитися корисними, так і заподіяти шкода. Бактерію 

Akkermansia


у багатьох дослідженнях боготворили й називали рятівницею, от тільки з'ясувалося, що вона, крім усього іншого, частіше зустрічається у хворих раком товстої й прямої кишки. До пробіотиків не слід ставитися безтурботно – важливо зрозуміти, як саме вони змінюють мікробіом і які в цього можуть бути наслідки. Тут, як і в жаб, важливі дріб'язки.

Серед сумнівних досліджень пробіотиків затесалися й історії успіху. Найзахоплюючіша з них почалася в 1950-х роках в Австралії. Тоді національне агентство по справах науки зайнялося пошуками тропічних рослин, якими можна було б прогодувати зростаючу популяцію домашньої худоби. Леуцена, центральноамериканський чагарник, здавалася найбільш підходящим кандидатом – невибаглива, не гине від общипування й містить багато білків. На жаль, крім білків вона містить ще й мімозин – алкалоїд, побічні продукти якого провокують розростання щитоподібної залози (зоб), втрату волосяного покриву, уповільнення росту, а іноді й смерть. Спроби вчених вивести з леуцены ці речовини ні до чого не привели. Така ідеальна рослина з фатальним недоліком. В 1976 році Рэймонд Джонс, найнятий урядом учений, випадково виявив потенційний розв'язок проблеми. Перебуваючи на конференції на Гавайях, він звернув увагу на те, що ціла череда місцевих кіз харчується леуценою у великих кількостях без якого-небудь видимої шкоди для здоров'я. Тоді він припустив, що в місцевих кіз у рубці – першому відділі шлунка – перебувають мікроби, що знешкоджують мімозин.

Після декількох тривалих перельотів – то з термосами зі смердючою рубцевою рідиною, то з живими козами на борті – Джонс нарешті довів, що його припущення було вірним. У середині 1980-х він пересадив бактерій з рубця гавайських кіз в австралійську худобу – реципієнти стали спокійно харчуватися леуценою. Завдяки новим мікробам у шлунку тварини, для яких цей чагарник раніше був смертельно небезпечний, тепер так ним об'їдалися, що почали набирати вагу на рекордній швидкості. Джонс повторив те, для чого японські блощиці поїдають мікробів, що знешкоджують інсектициди, а пустельні хом'яки обмінюються один з одним бактеріями, що розщеплюють креозотову смолу, – він постачив тварин новими співмешканцями, здатними нейтралізувати хімічну загрозу. Пізніше його колеги виявили конкретну бактерію, що розщеплює мімозин, і назвали її 

Synergistes jonesii


на честь Джонса. З 1996 року вона почала продаватися в якості «пробіотичної бовтанки» – суміші, що випускається в промислових масштабах, рубцевих рідин з високим змістом мікробів для оббризкування домашньої худоби. Завдяки цьому пробіотику фермери отримали можливість годувати худоба леуценою, і сільське господарство на півночі Австралії перетворило до невпізнанності [363] .

Чому ж Джонсу вдалося мати успіх там, де інші маніпулятори зазнали поразки? Можливо, справа в тому, що він зіштовхнувся з проблемою простішою. Йому не довелося шукати ліки від запального захворювання кишечника або протистояти грибку-убивці. Усе, що від нього було потрібно, – знешкодити одну речовину. Цілком імовірно, що з цим би впорався всього один мікроб. Але навіть у таких випадках успіх не гарантований.

Ось, наприклад, оксалати – солі щавлевої кислоти. Вони утримуються в буряку, спаржі, ревені й інших їстівних рослинах. При високій концентрації оксалатів організм перестає засвоювати кальцій, і він починає формувати тверді грудки. Камені в нирках з'являються в тому числі й через це. Ми не вміємо перетравлювати оксалати, а мікроби вміють. Кишкова бактерія 

Oxalobacter formigenes


так наловчилася, що тільки їх і використовує в якості джерела енергії. Здавалося б, усе як з леуценою – є така-то речовина (оксалати), вона викликає таку-то проблему (камені в нирках), а впоратися з ним може такий-то мікроб

(O. formigenes).


Якщо у вас схильність до появи каменів у нирках, потрібно просто приймати в їжу відповідні пробіотики, логічно? Такі пробіотики існують, але, на жаль, вони не особливо ефективні [364] . Чому?

Можливі два варіанти, і обидва здатні навчити нас дечого важливого. По-перше, мало просто дати тварині бактерій і сподіватися на краще. Мікроби – живі істоти, їм потрібно чимсь харчуватися. 


O. formigenes


харчується тільки оксалатами, а якщо в людини камені в нирках, вона навряд чи буде вживати в їжу багаті оксалатами продукти. Потрапивши в її організм, вона помре від голоду [365] . До речі, фермерам рекомендують хоча б тиждень годувати худобу леуценою, перед тим як обробити її сумішшю 

Synergistes .


Тоді новоприбулим бактеріям вистачить їжі.

Речовини, якими харчуються лише корисні мікроби, – це пребіотики. Взагалі-то оксалати й леуцену до них також можна віднести, але в основному це рослинні вуглеводи, такі як інулін, очищені й представлені у формі харчових добавок [366] . Ці речовини дозволяють збільшити чисельність важливих мікробів, наприклад 


F. prausnitzii


і 

Akkermansia ,


а також, можливо, знижують апетит і знімають запалення. А ось чи потрібно їх приймати в якості харчових добавок – інше питання. Ми знаємо, що їжа може внести в наш кишковий мікробіом значні зміни, а пребіотики, у тому числі інулін, у великих кількостях утримуються в цибулі, часнику, артишоках, цикорії, бананах і багато де ще.

Олігосахариди людського молока також відносяться до пребіотиків – вони живлять 


B. infantis


і інших мікробів, що вміють їх розщеплювати. Педіатр Марк Андервуд вважає, що з їхньою допомогою можна рятувати найбільш уразливих людей на світі – недоношених дітей. Він керує неонатальним відділенням інтенсивної терапії при Каліфорнійському університеті в Дейвісі. Там під опікою медиків постійно перебуває до 48 недоношених дітей. Найбільш ранні з них народилися на двадцять третьому тижню, а найлегші важать десь півкілограма. Як правило, вони з'являються на світ шляхом кесаревого розтину, потім проходять курс антибіотиків і в підсумку виявляються в абсолютно стерильному середовищі. Без стандартних мікробів-першопрохідників їхній мікробіом розбудовується вкрай дивним чином: звичних біфідобактерій у ньому мало, а захоплюючих вільні території патогенів-опортуністів – багато. Ось вам відмінний приклад дисбіозу, і такі незвичайні співтовариства в дітей усередині можуть привести до некротичного ентероколіту – захворювання кишечника, що нерідко закінчується смертельним результатом. Лікарі не раз намагалися запобігти розвитку некротичного ентероколіту за допомогою пробіотиків, причому небезуспішно. Андервуд же, порадившись з Брюсом Джерманом, Девідом Міллзом і іншими, вирішив поліпшити їхні результати, годуючи дітей сумішшю з 

B. infantis


і грудного молока. «Їжа бактерій так само важлива, як і самі бактерії! Вона їм допомагає розмножуватися й заселяти середовище з досить-таки жорсткими умовами», – пояснює він. У невеликому пілотному дослідженні він довів, що 

B. infantis


при наявності в меню своєї улюбленої їжі дійсно успішніше заселяє кишечник дітей, народжених раніше строку [367] . Зараз він запустив більш масштабне клінічне дослідження, щоб з'ясувати, чи зможе суміш пробіотика з 

B. infantis


і молочних пребіотиків запобігти розвитку некротичного ентероколіту.

Друге, що ми можемо взяти до відома з розповідей про 


Synergistes


і 

Oxalobacter , 


– важливість спільної роботи. Бактерії живуть не у вакуумі. Представники різних видів часто створюють складні й заплутані співтовариства, у яких покладаються один на одного в плані їжі й усього необхідного. Навіть якщо здається, що з проблемою здатний упоратися один-єдиний мікроб, він може потребувати групи підтримки лише для того, щоб вижити. Можливо, саме тому пробіотик з 

Synergistes


так славно працює – інших шлункових мікробів у ньому також чимало. Не виключено, що по тій же причині не працює пробіотик з 

Oxalobacter


– у ньому бактеріям не має з ким пограти. Ось і з іншими мікробами так само. Можна, звичайно, помріяти про пакетик з 

F. prausnitzii ,


здатному вилікувати запальні захворювання кишечнику, або про пігулку з 

Akkermansia ,


що дозволить вам схуднути, але я б сильно на таке не розраховував.

Можливо, розумніше було б створювати пробіотики зі співтовариства мікробів, що працюють дружно й злагоджено. В 2013 році японський дослідник Кеніа Хонда відкрив 17 штамів 


Clostridia ,


здатних полегшити запалення в кишечнику. На основі цих результатів бостонська компанія 

Vedanta Biosciences


розробила мультимікробну суміш для лікування запальних захворювань кишечнику [368] . Клінічні дослідження цієї суміші планувалися саме на той час, коли ця книга готувалася до друку. Чи спрацює вона? Хто знає. Але набудовувати мікробіом за допомогою цілої групи взаємодіючих мікробів явно логічніше, чим за допомогою одного штаму. Зрештою, найуспішніший метод маніпулювання мікробіомом працює саме так.

В 2008 році Олександр Хоруц, гастроентеролог при Міннесотському університеті, познайомився з жінкою 61 року – назвемо її Ребекою. Протягом восьми місяців її постійно мучали приступи діареї – вона втратила 25 кілограмів, їй доводилося переміщуватися на інвалідній колясці й користуватися підгузками для дорослих. Винуватцем виявилася 


Clostridium difficile


– бактерія, відома також як C-diff. Дурну славу їй принесла живучість – іноді бактерія робить вигляд, що здалася під напором антибіотиків, а потім виробляє до них стійкість і з'являється знову. Саме так вона й поводилася в організмі Ребекки. Лікарі перепробували купу ліків – безуспішно. «Вона вже всю надію втратила», – згадує Хоруц. Вона вичерпала всі засоби, які могли б їй допомогти.

Усі, крім одного. Хоруц подумав-подумав і згадав, що в медичному коледжі довідався про один метод, відомий як пересадження мікрофлори кишечника. Усі просто: лікар бере в донора зразок стільця й разом з мікробами й усім іншим пересаджує його в кишечник хворого. І викликану C-diff інфекцію таке пересадження начебто також могло вилікувати. Ця процедура здавалася всім дурною, ненадійною й огидною. Але Ребекка була не проти, адже їй хотілося видужати – чим швидше, тим краще. Вона дала згоду на пересадження. Зразок стільця надав її чоловік. Хоруц за допомогою блендера перетворив стілець у кашку, яку потім увів Ребеці в кишечник під час колоноскопії.

Протягом дня припинилася діарея. Протягом місяця зникла C-diff – і цього разу не повернулася. Від неї повністю позбулися – швидко й надовго.

Хоча випадок Ребекки й одиничний, він все ж таки цілком класичний. У сотень розповідей про пересадження мікрофлори кишечника сюжет подібний: хворий, якого ніяк не виходить позбавити від C-diff, лікар, що зневірився, і чудотворне зцілення. У деяких випадках лікарі довідуються про цю процедуру від хворих [369] . Так, Елейн Петроф з Університету Квінс у Кінгстоні (Канада) в 2009 році безуспішно намагалася вилікувати жінку від інфекції C-diff, і отут до неї почали заходити члени родини пацієнтки з цебрами калу. «Я вже подумала, що вони небагато того, – згадує вона. – А потім подивилася на те, як жінці ставало усе гірше й гірше, і подумала: а що ми втрачаємо? Ми провели процедуру й – уявіть собі – усе вийшло! Ось вона стояла на порозі смерті – а отут вийшла з лікарні практично здорова й у прекрасному вигляді».

Пересадження стільця – це, звичайно, гидота, як у теорії, так і на практиці – комусь адже доводиться використовувати цей нещасний блендер [370] . Але «хворим неважливо, що це фу», сттверджує Петроф: «Вони готові на що завгодно. Часто вони просто мене перебивають і запитують: а де підписати?» І дійсно – ми, люди, відрізняємося від інших тварин своєю ворожістю до фекалій. Багато тварин – копрофаги: вони з задоволенням їдять кал один одного, щоб обзавестися потрібними мікробами. Джмелі й терміти в такий спосіб поширюють бактерій по всій колонії – виходить свого роду колективна імунна система, що захищає колонію від паразитів і патогенів [371] . Пересадження мікрофлори кишечника в цьому плані куди приємніше – хоча б нічого жувати не треба. Бактерій в організм поставляють за допомогою колоноскопії, клізми або вставленої в ніс трубки, що йде в шлунок або кишковий тракт.

Процедура ця діє за тими же принципами, що й пробіотик, тільки замість одного або сімнадцяти штамів бактерій вона дозволяє отримати відразу все. Це пересадження екосистеми, своєрідна спроба налагодити справи в нестійкому співтоваристві, повністю його замінивши, – так само на галявині, що заросла кульбабами, заново вирощують газон. Хоруц показав, як діє ця процедура, взявши зразок калу Ребекки до й після пересадження

[372] . До пересадження в неї в кишечнику діялося казна-що. Через навалу C-diff її мікробіом повністю змінився й став нагадувати «щось, чого взагалі в природі не існує, – начебто інша галактика», дивується Хоруц. А от після пересадження він став не відрізнюваний від мікробіома її чоловіка. Його мікроби ввірвалися в її дисбіотичний кишечник і повернули його у вихідне положення. Хоруц немов провів пересадження органу – замінив хворий і ушкоджений мікробіом пацієнтки на новенький і здоровий донорський. Виходить, що мікробіом – єдиний орган, який можна замінити без операції.

Пересадженням стільця у світі займаються ось уже як мінімум 1700 років. Найбільш ранні згадування про цю процедуру були знайдені в посібнику з невідкладної медичної допомоги, написаному в Китаї в IV столітті [373] . Європейці підключилися набагато пізніше – в 1697 році німецький лікар написав про пересадження стільця книгу з оригінальною назвою 


Heilsame Dreck


-

Apotheke


- «Цілюща аптека зі скверни». В 1958 році про цю процедуру згадав американський хірург Бен Айземан, але через лише рік його відкриття виявилося в тіні ванкоміцина – нового антибіотика, що добре справляється з C-diff. Хоруц якось писав, що до пересадження мікрофлори кишечнику «прибігали в одиничних випадках, дуже рідкісно публікували результати й хіхікали, натикаючись на статті про нього, не один десяток років». Але остаточно про нього так і не забули. В останні років десять його почали використовувати відважні лікарі, багато лікарень включили її в перелік послуг, історії успішних трансплантацій стали накопичуватися.

Апогей настав в 2013 році, коли нідерландська група дослідників під керівництвом Джозберта Келлера провела тестування пересадження стільця в рандомізованому клінічному випробуванні – саме так у медицині відрізняють робочі методи лікування від шарлатанства [374] . В випробуванні брали участь пацієнти з рецидивуючою інфекцією C-diff – їх випадковим чином розподілили так, що одні приймали ванкоміцин, а іншим провели пересадження кишкової мікрофлори. Планувалося, що участь візьмуть 120 добровольців, але набралося всього 42. Так чи інакше, ванкоміцин вилікував лише 27 % хворих, що його приймали, а ось пересадження мікрофлори допомогло аж 94 %. Був наявним такий високий рівень ефективності цієї процедури, що було вирішено припинити давати хворим антибіотики. Випробування було завершено достроково, і пересадження мікрофлори пройшли вже всі пацієнти.

У медицині показник ефективності лікування важкохворих в 94 % без помітних побічних ефектів – щось нечуване. До того ж пересадження мікрофлори кишечника ще й украй малозатратне – ванкоміцин обходиться дорого, а кал взагалі безкоштовний. Багато з тих, хто колись відносився до цієї процедури скептично, вирішили, що це не «дурна нетрадиційна методика», а дуже навіть вражаюча й корисна, а виходить, прибігати до неї потрібно першою справою, а не коли варіантів більше не залишається. У лікарів є приказка: альтернативної медицини не буває – якщо щось працює, це просто медицина. Ріст популярності пересадження мікрофлори кишечнику в працівників медицини цю приказку підтверджує. Хоруц за допомогою цієї процедури позбавив від C-diff не одну сотню людей. Петроф теж. Доповіді про успішне проведення пересадження стільця надходять з лікарень по усьому світу тисячами.

Завдяки настільки блискучому успіху лікарі вирішили випробувати пересадження стільця й при інших недугах. Раз вже воно на відмінно впоралася з C-diff, чому б йому не лікувати запальні захворювання кишечника й не відновлювати в екосистемі порядок? На жаль, не все так просто. При таких захворюваннях ефективність і надійність методики нижча, а побічних ефектів і випадків рецидиву більше [375] . А як щодо інших недуг? Чи може кал худої людини допомогти скинути вагу товстунові? Тут поки також незрозуміло. Кілька лікарів опублікували відомості про те, що пересадження мікрофлори допомогло при ожирінні, синдромі роздратованого кишечнику, аутоіммунних і психічних захворюваннях і навіть аутизмі, але по одиничних випадках неможливо з'ясувати, що ж допомогло хворим вилікуватися – пересадження стільця, природня ремісія, зміни в способі життя, ефект плацебо або ще що-небудь. Міфи від реальності можна відокремити лише за допомогою клінічних випробувань, і зараз на повний хід ідуть уже кілька десятків. Наприклад, нідерландські вчені, що провели той самий досвід з C-diff, улаштували ще одне випробування. 18 добровольців, що страждають ожирінням, були розділені на дві групи: одним у кишечник ввели їхніх власних мікробів, а іншим – мікробів з кишечника струнких людей. Члени групи з «стрункими» мікробами стали більш чутливі до інсуліну, що вказує на поліпшення обміну речовин, але вага в них залишилася колишньою [376] . Скинути екосистему мікробів до вихідного стану нелегко навіть за допомогою пересадження мікрофлори.

C-diff – виключення, що підтверджує це правило [377] . Зараження, як правило, відбувається після приймання антибіотиків, і, щоб від нього позбутися, хворі приймають ще більше антибіотиків. Після такої фармакологічного « килимового бомбардування» з кишечника зникають багато місцевих мікробів. Суперників у прибулих мікробів донора практично немає, тим більше звиклих жити в кишечнику, так що ті спокійно його заселяють. Якби ви намагалися створити захворювання, яке можна вилікувати шляхом пересадження мікрофлори кишечнику, у вас би вийшло щось подібнее на інфекцію C-diff. А ось нічого подібного на запальні захворювання кишечника не вийшло б – при них бактеріям донора доводиться терпіти несприятливі умови й намагатися заселити кишечник, де пристосованих до нього мікробів уже й так вистачає. Хоруц задається питанням: чи потрібно хворим проходити курс антибіотиків перед пересадженням, щоб позбутися наявних кишкових мікробів і дати новачкам фору? А може, краще включити в харчування пребіотики, щоб їм допомогти? Як би там не було, « не можна просто взяти й накачати людину мікробами, а потім сподіватися, що пересадження спрацює», відзначає Коруц. «Думаю, багато порахували пересадження мікрофлори кишечнику чудодійним засобом, здатним упоратися з їхнім захворюванням, не подумавши при цьому про всі його тонкощі».

Та й при C-diff з пересадженням мікрофлори кишечника все не так вже однозначно. Кал потрібно ретельно перевірити на відсутність патогенів, таких як ВІЛ і гепатит. Деякі лікарі відмовляються брати для процедури кал донорів, що страждають від будь-яких пов'язаних з мікробіомом хвороб, чи то алергія, аутоімунні захворювання або ожиріння. На це йде чимало часу, а потенційних донорів стає усе менше й менше – у деяких медичних установах через це вирішили заморожувати й зберігати кал донорів, що підходять за всіма критеріями [378] . Саме цим займається некомерційна організація 


Openbiome .


Якщо майбутній донор успішно проходить цілу серію аналізів, його кал фільтрують, формують з нього капсули, заморожують їх і по необхідності відправляють у лікарні

[379] . Цим же Хоруц займається в Міннесоті. В 2011 році та сама Ребекка знову повернулася до нього з C-diff, і він її вилікував за допомогою замороженого зразка калу. В 2014 році вона прийшла знову – і цього разу для пересадження їй знадобилося лише проковтнути капсулу. «Першопрохідником вона побувала неодноразово», – посміхається Коруц.

Сам факт того, що хворі приймають усередину капсулу із замороженими фекаліями, говорить про те, що пересадження мікрофлори кишечнику – процедура як мінімум дивна. От у нас, здавалося б, звичайна капсула, але складається вона з невідомо чого – речовини, яка виходить не з заводів з виробництва ліків, а з задньопрохідних отворів донорів. А ще в цих капсул завжди різний склад. У Керуванні по санітарному нагляду за якістю харчових продуктів і медикаментів США від такої різноманітності зніяковіли й вирішили, що з травня 2013 року кал буде вважатися ліками, а виходить, лікарям для проведення пересадження мікрофлори кишечнику прийдеться заповнювати цілу купу різних форм і заявок. Відразу посипалися скарги від хворих і лікарів – через тривале оформлення документів пацієнти втрачали можливості швидше вилікуватися [380] . Через шість тижнів для випадків зараження C-diff постанову скасували, але для всіх інших захворювань вона залишилася в силі. Одні дослідники вважають усі ці нормативні процеси порожньою витратою часу. Інші ж стверджують, що завдяки їм у них нарешті з'явився час спокійно попрацювати. В останні роки інтерес до процедури пересадження мікрофлори кишечника підскочив до небувалих висот, так що потрібно швидше випробувати її для лікування найрізноманітніших захворювань.

Проблема в тому, що про довгочасні ризики цієї процедури ніхто не замислюється [381]. По дослідах на тваринах ясно, що після пересадження мікробіома в реципієнтів з великою ймовірністю розбудовуються запальні захворювання кишечника, серцеві й психічні розлади, діабет, ожиріння й навіть рак, а ми досі не можемо передбачити з достатньою точністю, які саме співтовариства мікробів за ці захворювання відповідають. Сімдесятирічній пацієнтці з C-diff, може, і без різниці – їй потрібно вилікуватися


ось прямо зараз .


А як же молодь до тридцяти років? У них C-diff проявляється все частіше. А діти? Емма Аллен-Верко розповіла мені про лікарів і батьків, провівших пересадження калу дітям-аутистам. «Це ж просто жах, – обурюється вона. – Какашки дорослої людини в дитячому організмі! А раптом через це в них потім розів'ється рак прямої кишки або ще що гірше? По-моєму, це просто небезпечно».

У пересадженні калі немає нічого складного, його можна й самому вдома провести – властиво, багато так і роблять. В інтернеті з'явилися відеоінструкції й надихаючі записи про пересадження, а також великі співтовариства людей, що провели цю процедуру самостійно [382] . Ці ресурси дійсно допомогли багатьом потребуючим лікування хворим, яким відмовили лікарі. Але до пересадження прибігають і люди, введені в оману великою кількістю інформації [383] . Поза лабораторією шукати патогенних мікробів у калі донора не представляється можливим, так що кілька людей уже звернулися в лікарню з важкими випадками інфекції після домашнього пересадження. «Дикий Захід якийсь, – злиться Аллен-Верко. – Будь-хто використовує будь-чий кал». Група провідних спеціалістів в області мікробіома, усвідомивши ці проблеми, недавно закликала дослідників зробити процедуру формальною, почати збирати дані для систематизації донорів і реципієнтів, а також доповідати про всі замічені побічні ефекти [384] .

Петроф з нею згодна. «Думаю, усі розуміють, що кал – це тимчасовий захід, – пояснює вона. – Рано або пізно потрібно перейти на визначені суміші». Інакше кажучи, необхідно створити особливе співтовариство мікробів з тими ж перевагами, що й кал донора. Пересадження калу без калу. Замінник стільця. Підроблені какашки. Фейкалії. Петроф разом з Аллен-Верко відшукали найздоровішого донора, якого тільки могли, – жінку у віці 41 року, котра жодного разу в житті не приймала антибіотики. Учені зайнялися вирощуванням її кишкових бактерій, забираючи по шляху кожну, що проявляла хоч найменші ознаки вірулентності, токсичності або стійкості до антибіотиків. Залишилося співтовариство з 33 штамів – Петроф назвала його 

Repoopulate .


Вона протестувала нову суміш на двох пацієнтах, заражених C-diff. Через кілька днів обидва були здорові [385] .

Це лише пробне дослідження, але Петроф переконана, що майбутнє пересадження мікрофлори кишечника стоїть за 


Repoopulate .


За розробку нових сумішей мікробів для пересадження узялися й комерційні підприємства. Ці суміші являють собою або спрощений варіант пересадження калу, або поліпшений пробіотик. Складаються вони з певних штамів, які можна знову й знову готувати по тому самому вивіреному рецепту. І як стверджує Петроф, вони куди кращі, чим найрізноманітніші співтовариства мікробів у справжньому калі, про яких ми мало що знаємо [386] . Пересадження невідомо чого в кишечник хворого – справа ризикована. А от 

Repoopulate


– зразок точності. Але створеним вручну співтовариствам доводиться зустрічатися з тими ж складностями, що й пробіотикам: одна група бактерій не зможе вилікувати всі хвороби, та й усіх хворих однією хворобою також. «Ми не вважаємо, що повинна бути лише одна екосистема на всі випадки життя. Не станете ж ви встановлювати восьмициліндровий двигун на малолітражку – ви так кого-небудь уб'єте», – пояснює Аллен-Верко. В ідеалі швидко з'явиться цілий набір сумішей 

Repoopulate


- можливо, вони будуть пристосовані для лікування різних хвороб. Єдиної суміші для всіх не буде. Кожну потрібно буде розробляти для окремих цілей.

Ось вже кілька сторіч лікарі прописують хворим з серцевою недостатністю дигоксин. Ці ліки – модифікований варіант речовини, що міститься в наперстянці, – змушує серце битися сильніше, повільніше й більш регулярно. Звичайно змушує, принаймні. На одного хворого з десяти дигоксин не діє. Провиною тому кишкова бактерія 


Eggerthella lenta


– вона переводить ліки в неактивну форму, зовсім безплідну з погляду медицини. Так поводяться лише деякі штами 

E. lenta .


В 2013 році Пітер Тернбо з'ясував, що проблемні штами від нейтральних відрізняються лише двома генами [387] . Він вважає, що лікарі для визначення шляхів лікування можуть опиратися на наявність цих генів у мікробіомі хворого. Якщо їх там немає – відмінно, можна виписувати дигоксин. Якщо є, хворому прийдеться налягати на білки – зважаючи на все, вони не дозволяють генам приводити ліки в непридатність.

І мова зараз лише про один лікарський засіб. Мікробіом впливає й на багато інших [388] .

Іпілимумаб, нові популярні ліки від раку, провокує імунну систему нападати на пухлину, але тільки в присутності кишкових мікробів. Сульфасалазин, що застосовується в лікуванні ревматоїдного артриту й запальних захворювань кишечника, починає діяти лише тоді, коли кишкові мікроби його активують. Іринотекан використовують для лікування раку товстої кишки, але деякі бактерії роблять його більш токсичним, що призводить до серйозних побічних ефектів. Навіть ефективність парацетамолу (ацетамінофену), одного з найпопулярніших лікарських засобів у світі, залежить від кишкових мікробів хворого. Ми знову й знову зауважуємо, як сильно варіації в нас у мікробіомі можуть вплинути на дію ліків, які ми приймаємо, навіть тих, що складаються з однієї-єдиної, добре нам відомої й неживої речовини. А тепер уявіть, що може відбутися, коли ми проковтуємо пробіотик або капсулу з калом, що складаються з безлічі складних живих організмів, що постійно розбудовуються, про яких ми мало що знаємо. Це

живі


ліки. Імовірність того, подіють вони чи ні, залежить від мікробіома хворого в цей момент, а він, у свою чергу, залежить від віку, місця проживання, харчування, статі, генів і безлічі інших факторів, у яких ми самі поки не до кінця розібралися. Залежні від умов наслідки були помітні в дослідах на мухах, рибках і мишах. Нерозумно було б припускати, що на людину вони не поширюються [389] .

А виходить, потрібні


індивідуальні


суміші. Не будемо ж ми покладатися на те, що за допомогою тих самих штамів пробіотиків або зразків калу донора можна буде вилікувати різні захворювання. Набагато розумніше буде розробляти пробіотики, враховуючи всі екологічні вакансії в організмі людини, особливості його імунної системи й хвороби, до яких він генетично схильний [390] .

А ще лікарям прийдеться одночасно лікувати як хворого, так і його мікробів. Якщо пацієнтка, що страждає від запального захворювання кишечника, прийме протизапальні ліки, не виключено, що її мікробіом повернеться в колишній стан запалення. Якщо вона віддасть перевагу пробіотику або пересадженню мікрофлори, можливо, нові бактерії в збудженому кишечнику просто не виживуть. Якщо вона перейде на багату клітковиною їжу, тобто пребіотики, але при цьому в неї в кишечнику не буде мікробів, що розщеплюють клітковину, її стан, швидше за все, погіршиться. Поетапні рішення тут не підійдуть. Не вийде вилікувати знебарвлений кораловий риф або позбавлений рослинності луг, запустивши туди потрібних тварин або посадивши потрібні рослини, – можливо, прийдеться ще й позбутися інвазивних видів або взяти під контроль вступ в екосистему живильних речовин. Ось і з нашим організмом так само. Потрібно управляти всією екосистемою відразу – хазяїном, мікробами, живильними речовинами, взагалі всім. І для цього потрібний комплексний підхід.

От яким він може бути. Якщо в людини в організмі підвищений рівень холестерину, лікар звичайно прописує йому ліки, відомі як статини, – вони блокують необхідний для вироблення холестерину фермент. Але Стенлі Хейзен з'ясував, що в якості мішені відмінно підійдуть і кишкові бактерії. Деякі з них перетворюють холін, карнитин і інші живильні речовини в з'єднання за назвою триметиламіноксид (ТМАО), а воно сповільнює розпад холестерину [391] . ТМАО накопичується в організмі, а разом з ним і жирові відкладання в артеріях. Це приводить до атеросклерозу – ущільненню стінок артерій – і іншим захворювань серцево-судинної системи. Наукова група Хейзена вже виявила речовину, здатну покласти цьому процесу кінець. Вона не дає бактеріям виробляти ТМАО, не заподіюючи їм ніякої шкоди. Можливо, ця або подібна речовина в медичній шафці майбутнього виявиться на одній поличці зі статинами, адже ці ліки доповнюють один одного: одне націлене на людську половину симбіозу, а інше – на мікробну.

І це лише мала частина всього, на що здатна медицина мікробіома. Уявіть, що ви перенеслися в майбутнє на десять, двадцять, ну нехай тридцять років. Ви в лікаря. Останнім часом ви щось на нервах, так що він прописує вам бактерію, яка впливає на нервову систему й пригнічує нервозність. І холестерин у вас небагато підвищений – лікар додає до тієї бактерії мікроба, що виробляє понижувальну його речовину. Рівень вторинних жовчних кислот у вас у кишечнику нижче норми, а виходить, високий ризик зараження C-diff – краще додати штам, що за ці кислоти відповідає. У вашій сечі знаходяться молекули, що вказують на запалення, а тому що у вас ще й генетична схильність до запальних захворювань кишечника, лікар додає бактерію, що виробляє протизапальні молекули. Він вибрав саме ці види не тільки за їхні здатності – він впевнений, що вони поладять із вашою імунною системою й мікробіомом. Нарешті, лікар завершує суміш жменькою другорядних бактерій для підтримки лікувальної основи й дає вам рекомендації з харчування, щоб бактеріям було що пожувати. Кабінет ви залишаєте з індивідуальними пробіотичниими пігулками – ліками, створеним для того, щоб лікувати не будь-яку мікробну екосистему, а саме


вашу .


Як виразився в нашій розмові мікробіолог Патріс Кані, «майбутнє робиться на замовлення».

І в цьому майбутньому на замовлення ми не зупинимося на тому, щоб відібрати потрібних для певних завдань бактерій. Деякі вчені вже відбирають потрібні для цих завдань гени й збирають з них бактерій ручної роботи. Замість того щоб шукати види з потрібними здатностями, вони возяться з уже наявними мікробами й наділяють їх новими навичками [392] .

В 2014 році Памела Сілвер з Гарвардської медичної школи оснастила кишкову паличку – найвідомішого мікроба на світі – генетичним перемикачем, що реагує на присутність антибіотика тетрацикліну [393] . Якщо всі необхідні умови дотримані, тільки він з'явиться перемикач активує ген, що надає бактеріям синій колір. Силвер додала цих бактерій у корм лабораторних мишей. Так вона могла визначити, чи давали мишам тетрациклін: потрібно було зібрати їхній кал, виростити мікробів з нього й подивитися, якого вони кольору. Вона успішно перетворила кишкову паличку в малюсінького репортера, який чує, запам'ятовує й доповідає про все, що відбувається в кишечнику.

Такі репортери нам потрібні, адже кишечник для нас – усе ще загадка. Довжина цього органа – 8,5 метра, а вивчають його, як правило, по тому, що з нього виходить. Це як ніби ми вирішили поставити в устя ріки решето й описати ріку по тому, що в ньому виявиться. Колоноскопія дозволяє довідатися про кишечник більше, але це вторгнення в організм. Чому б замість того, щоб засовувати трубку в один отвір, не запустити бактерій в інший? Вийшовши з організму, вони зможуть розповісти нам про все, що бачили в дорозі. І я зараз не про тетрациклін – це лише пробний експеримент. Сілвер прагне настроїти мікробів так, щоб вони реагували на присутність токсинів, ліків, патогенов і речовин, що з'являються на ранніх стадіях захворювань.

В ідеалі вона планує створити бактерій, здатних зауважувати неполадки в організмі й виправляти їх. Уявіть, як якийсь штам кишкової палички пізнає молекули, які робить сальмонелла, і починає виробляти антибіотик, щоб від неї позбутися. Тепер кишкова паличка не просто репортер – вона ще й лісничий. Під час кишкових патрулів вона могла б запобігати харчовим отруєнням, розправляючись з сальмонеллами, а під час відсутності загроз не діяла б. Можна було б давати її дітям з бідних країн, схильним до інфекційних діарейних захворювань. Або солдатам, відправленим воювати за рубіж. Або посилати в місця, де бушує епідемія.

Мікроскопічних підручних собі створюють і інші вчені. Меттью Ук Чан настроїв кишкову паличку так, щоб та відшукувала й знищувала 


Pseudomonas aeruginosa ,


бактерію-опортуніста, що вражає людей зі слабким імунітетом. Штучні бактерії, зачувши жертву, направляються до неї, ворушачи жгутиками, і випускають два боєзаряди – фермент, що дробить співтовариства 

P. aeruginosa ,


і антибіотик, що вражає найбільш вразливі його частини. Джім Коллінз з Массачусетського технологічного інституту також займається розробкою кишкових бактерій для знищення патогенів. Його мікроби полюють на холерний вібріон і шигеллу, що викликає дизентерію [394] .

Сілвер, Чан і Коллінз займаються синтетичною біологією – молодою галуззю науки, у якій інженерне мислення орудує у світі клітин і тканин. Жаргон у них практичний і безпристрасний: гени для них – «частини» або «цеглинки», з яких можна зібрати «модулі» і «ланцюги». Між тим самі вони так і палають творчою енергією. Популяризатор науки Адам Резерфорд якось порівняв їх з діджеями хіп-хопу 1970-х років – ті поклали початок новому музичному напрямку, становлячи нові круті комбінації з уже існуючих семплів і бітів [395] . От і фахівці з синтетичної біології створюють ремікси з генів, щоб дати початок новому поколінню пробіотиків.

«З бактеріями в цьому плані простіше – отут можна розвернутися», – говорить фахівець з клітковини Джастін Зонненберг. Бактерія, що зустрічається в природньому середовищі, може прекрасно справлятися з розщепленням клітковини, переговорами з імунною системою або створенням нейромедіаторів, але з усім відразу – навряд чи. Прагнете нову якість – прийдеться шукати нових бактерій. Або просто завантажити потрібні ланцюги в один-єдиний синтетичний мікроорганізм. «Планується створити список частин, які можна буде додавати й відразу з ними працювати, очікуючи передбачуваних результатів», – ділиться планами Зонненберг.

Фахівці з синтетичної біології займаються не тільки полюванням на патогенів. Вони також можуть настроїти створених мікробів так, щоб ті знищували ракові клітини або робили токсини корисними. Деякі з них намагаються дати новий поштовх природній здатності нашого мікробіому створювати антибіотики для контролю над іншими мікробами, або імунні молекули для рятування від хронічного запалення, або нейромедіатори для впливу на наш настрій, або сигнальні молекули, відповідальні за апетит. Якщо вам здається, що це втручання в природу, згадайте, що ми й так усе це робимо, тільки більш незграбно – приймаємо аспірин, флуоксетин і інші ліки. У результаті наш організм заповнюється препаратами, що попадають туди у фіксованих дозах. А ось фахівці із синтетичної біології можуть запрограмувати бактерію так, щоб вона виробляла той же препарат там, де потрібно, і рівно стільки, скільки потрібно. Ці мікроби лікують з точністю до міліметра й мілілітра [396] .

Теоретично, у всякому разі. «Зробити так, щоб ланцюг працював на дошці у вас в офісі, простіше простого, – пояснює Коллінз. – Але біологія – штука заплутана. Створити нового мікроба не так просто, як часом здається. Завдання в тому, щоб змусити ланцюг працювати саме так, як він повинен працювати в тяжких умовах організму хазяїна». Для перемикання гена, наприклад, потрібна енергія – можливо, синтетична бактерія, завантажена складними ланцюгами, не зможе вижити посередині місцевих мікробів з більш стрункими й гнучкими геномами.

Один зі способів додати штучним бактеріям конкурентоспроможності – йому, до речі, віддає перевагу Зонненберг – це впровадження синтетичних ланцюгів генів у типового жителя кишечника, наприклад B-theta, замість більш знайомої нам кишкової палички. Управляти кишковою паличкою простіше, але з заселенням кишечника вона, на жаль, не справляється [397] . А от B-theta прекрасно пристосована до кишкового середовища й живе там у великих кількостях [398] . Що ще побажати від майбутнього лісничого людської екосистеми? Джім Коллінз більш обачний. Ми ще дуже багато чого не знаємо про будову мікробіома, так що його насторожує перспектива створення мікробів, які повністю можуть зробити наш кишечник своїм постійним місцем проживання. Тому він вбудовує у свої створіння перемикачі, завдяки яким мікроби самознищуються, якщо щось іде не так, а також коли вони залишають організм хазяїна. (Таких бактерій важливо ізолювати, адже при кожному натисканні кнопки змиву в туалеті вони можуть потрапити в середовище.) Сілвер також трудиться над заходами безпеки. Вона вносить зміни в ДНК своїх синтетичних мікробів, намагаючись вибудувати біологічну систему захисту, що не дозволяє їм обмінюватися генами з дикими родичами, як прийнято в бактерій. Ще вона планує створити синтетичні співтовариства бактерій – групи, скажімо, з п'яти видів, що покладаються один на одного: якщо представники одного виду загинуть, усі інші підуть за їхнім прикладом.

Доки неясно, чи зможуть ці заходи задовольнити вимоги органів державного регулювання й заспокоїти споживачів [399] . Навколо генетично модифікованих організмів постійно ведуться суперечки, і якщо вже пробіотики й пересадження калу нас чомусь навчили, так це тому, що світ доки не справляється з хвилею живих ліків. З поширенням синтетичної біології ці протиріччя лише помножаться.Але варто помітити, що всі ці запрограмовані бактерії насправді не зовсім синтетичні. Так, вони мають незвичайні навички, і гени в них настроєні по-новому, але в душі вони залишаються кишковими паличками, B-theta і іншими нашими давніми приятелями, з якими ми ось уже мільйони років живемо пліч-о-пліч. Це всі ті ж старі добрі симбіонти, тільки з сучасною ізюминкою.

Мабуть, ще більш вражаючим нам здасться створення нового симбіозу – об'єднання тварин і мікробів, що раніше ніколи не перетиналися. Одна група дослідників на це витратила більше двадцяти років. Плоди їх роботи вже щосили дзижчать у повітрі східної Австралії.

4 січня 2011 року, австралійське містечко Кернс тільки почало просинатися. Скотт О'нілл в окулярах, джинсах і брудно-білій футболці, на нагрудній кишені якої написано

«Ліквідуємо денге»

(Eliminate Dengue),


підходить до одноповерхового будиночка з жовтими стінами [400] . Напис на футболці – це назва створеної О'ніллом організації і її мета: ліквідувати лихоманку денге в Кернсі, Австралії, а коли-небудь, можливо, і в усьому світі. Усе, що йому для цього необхідно, перебуває в невеликому пластиковому стаканчику в нього в руці. О'нілл несе стаканчик до будинку, минаючи паркан, проходить по усадженої квітами тераси й виявляється біля високої пальми. Крокує він неспішно й, здається, небагато соромиться. Ще б, адже це вкрай знаменний момент. Десятки два людей дивляться на нього, знімають на камеру, переговорюються й жартують між собою. О'нілл зупиняється й задирає голову. «Ну що, готові?» – запитує він. Юрба радісно аплодує – вони давно чекали цього моменту. О'нілл знімає зі стаканчика кришку, і з нього вилітають, весело дзижчачи, кілька десятків комарів. «От так! Летіть, крихітки!» – кричить один із глядачів.

Ці чорно-білі комарі – представники виду 


Aedes aegypti ,


рознощики вірусу денге, що викликає тропічну лихоманку. Від укусів цих комарів по усьому світу щороку заражаються 400 мільйонів людей. Сам О'нілл лихоманкою денге ніколи не хворів, але він побачив не одного хворого. Він знає, яке це – висока температура, головний біль, висип, болі в м'язах і суглобах… Він знає, що вакцини немає й повністю вилікувати лихоманку не можна. Єдиний реальний спосіб контролювати денге – запобігти їй. Ми труїмо комарів 

Aedes


засобами від комах, бризкаємося репелентами й захищаємо тіло спеціальними костюмами, щоб вони до нас не добралися, позбуваємося від озер зі стоячою водою, у якій вони розмножуються. Але лихоманку денге це не зупиняє – з кожним роком випадків зараження усе більше. Потрібно принципово нове рішення, і в О'нілла таке саме є. Його план – досить незвичайний – полягає в тому, щоб випустити в природнє середовище

ще більше

комарів 

Aedes .


Але його комарі дечим відрізняються від своїх диких родичів. Вони переносять бактерію, з якою ви вже знайомі, – суперсимбіонта 

Wolbachia [401] .


О'нілл з'ясував, що вольбахія перетворює комарів з переносників вірусу денге в його останнє пристановище. Виловити усіх комарів і заразити їх вольбахією, природно, неможливо, але О'ніллу й не прийдеться. Йому потрібно лише випустити на природу кілька переносників вольбахії й почекати. Не забувайте, що бактерія ця – майстер маніпуляцій і поширитися по всій популяції комах одного виду їй не важко буде. Найчастіше вона прибігає до ефекту цитоплазматичної несумісності: в уражених вольбахією самок більше шансів відкласти яйця з життєздатним потомством (якому бактерія передається в спадщину), чим в здорових. Завдяки цій перевазі вольбахія здатна швидко захопити цілу територію – а її панування означає виродження вірусу денге. О'нілл планує випустити на природу досить особин з вольбахією, щоб створити популяцію стійких до вірусу комарів. Ті, що були випущені в Кернсі, стали першими. Це була кульмінація багаторічної важкої й завзятої роботи, що доводила часом до розпачу. « За цим немов усе життя моя пройшло», – говорить О'нілл.

Його спроби зробити з вольбахии грозу тропічної лихоманки почалися ще в 1980-х. Кілька років пройшли безрезультатно, його наукова група зайшла в неабияку кількість тупиків. Дещо почало виходити лише в 1997 році – О'нілл довідався про особливо вірулентний штам вольбахії, що вражає плодових мушок. Цей штам охрестили «попкорном»: потрапивши в організм дорослої особини, він приймався стрімко розмножуватися в її м'язах, очах і головному мозку, так так, що нейрони в організмі мушки незабаром ставали «подібні на кульки з попкорном». В уражених мушок тривалість життя часом скорочувалося вдвічі. «Тоді для мене це стало «еврикою», – розповідає О'нілл. Він знав, що вірусові денге для розмноження в організмі комара потрібно досить багато часу, а щоб добратися до слинних залоз, з яких він потім попадає в організм нового хазяїна, – і того більше. Виходить, рознощиками лихоманки можуть бути лише літні особини. Якби в О'нілла вийшло у два рази зменшити їхню тривалість життя, вони помирали б до того, як у них з'явиться можливість кого-небудь заразити. Залишалося лише заразити їх «попкорном».

Вольбахія, взагалі- то, вражає представників найрізноманітніших видів комарів. Згадайте, адже вперше її відкрили в 

Culex ,


коли ніхто й уявити собі не міг, що вона настільки всюдисуще створення. Ось тільки дві найнебезпечніші для людини групи, як на зло, до неї несприйнятливі: це 

Anopheles ,


переносники малярії, і 

Aedes ,


переносники жовтої лихоманки, денге й чикунгуньї. О'нілл вирішив зайнятися створенням зовсім нового симбіозу. Але не можна було просто ввести вольбахію в організм дорослої особини. Потрібно було заразити яйце – тільки тоді вольбахія буде присутньою у всіх органах комахи, що вилупилася. Так що О'нілл із колегами сіли за мікроскопи й прийнялися акуратно протикати комарині яйця голкою з вольбахією. За багато років вони проткнули сотні тисяч яєць, але в них так нічого й не вийшло. «Я всім цим студентам просто зіпсував кар'єру й уже подумував про те, щоб здатися, – згадує О'нілл. – Але мої садистські нахили не давали мені заспокоїтися. В 2004 році до мене в лабораторію зайшов один дуже вже талановитий студент, і я просто не стримався. Я показав йому наш старий проект, і він прийнявся над ним працювати з такою ретельністю, якої я давно не бачив. Це був Конор Макменіман. Один з кращих студентів, що коли-небудь в мене вчилися. Завдяки ньому наша витівка спрацювала». Для цього потрібна була ще не одна тисяча спроб, але в 2006 році Макменіман зрештою зміг успішно заразити яйце, створивши тим самим лінію 

Aedes


з вольбахією. У даній книзі ми обговорювали союзи між тваринами й мікробами, яким уже багато мільйонів років. А цьому союзу на момент написання книги здійснилося всього десять [402] .

І після стількох зусиль учені виявили у своїх планах фатальну помилку: штам «попкорн» виявився


занадто


вірулентним. Він не тільки ніс самкам передчасну смерть – через нього також зменшувалася кількість відкладених ними яєць і знижувалася їхня життєздатність, а виходить, знижувалися й шанси бактерій потрапити в наступне покоління комарів. У результаті експериментів з'ясувалося, що в природних умовах він взагалі поширитися не зможе [403] . Взагалі, повний провал.

Але незабаром О'нілл зрозумів, що це й не важливо. В 2008 році дві незалежні групи дослідників з'ясували, що завдяки вольбахії плодові мушки стають несприйнятливі до групи вірусів, що викликає лихоманку Західного Нілу, лихоманку денге, жовту лихоманку й інші захворювання. О'нілл, довідавшись про це, відразу попросив членів своєї команди дати зараженим вольбахією комарам попити крові, у якій утримувався вірус денге. Закріпитися в організмі вірус так і не зміг. Вольбахія не давала йому розмножуватися навіть у тих випадках, коли дослідники вводили його прямо в комариний кишечник. Так з'ясувалося, що вченим зовсім не потрібно було скорочувати тривалість життя комарів за допомогою вольбахії. Щоб зупинити поширення вірусу денге, було потрібно лише її присутність! І що ще краще, в «попкорні» більше не було потреби. Те ж завдання повністю могли виконувати інші, менш вірулентні штами, та й поширитися їм було б куди простіше. «Ми стільки років билися головою в стіну, а отут виявилося, що й не треба було!» – захоплюється О'нилл [404] .

Дослідники узялися за роботу зі штамом wmel. Послужний список по зараженню диких популяцій комах у нього значний, але товариш з нього виходить куди приємніший, чим в «попкорну»: життя не скорочує, мозок не руйнує, яйця не знищує. Чи зможе він поширитися? Щоб це з'ясувати, було побудовано два величезні вольєри, у які О'нілл запустив комарів. На кожну незаражену особину у вольєрі доводилося два переносники wmel. Ще біля вольєра поставили саморобний навіс, щоб комарам було де сховатися, і вивалили на підлогу кілька мокрих і брудних рушників, щоб їх залучити. Щодня по п'ятнадцять хвилин у вольєри пускали соковитих і м'ясистих членів команди, щоб комарам з вольбахією було чому харчуватися. Кожні кілька днів з вольєрів діставали комарині яйця й перевіряли, чи є присутньою в них вольбахія. Через три місяці кожна личинка була заражена wmel [405] . Усе говорило про те, що новий план спрацює й настав час починати.

Ну, вони й почали. З 2006 року – ще до того, як були отримані комарі з вольбахією, – група О'нілла прийнялася поширювати інформацію про свою роботу серед жителів Йоркіс-Ноб і Гордонвейла, пригородів Кернса [406] .

Привіт, говорили вчені, ми прагнемо позбавити світ від лихоманки денге. Так, ми в курсі, що вас завжди вчили вбивати комарів, щоб вони вас не заразили, але зараз ми будемо вам дуже вдячні, якщо ви нам дозволите випустити в природу ще комарів. Ні, вони не модифіковані генетично, зате в них в організмі є мікроб, який уміє дуже швидко поширюватися. До речі, комарі 

Aedes


далеко не летять, а виходить, щоб усе спрацювало, нам доведеться випустити їх у самих різних місцях, у тому числі й біля вашого будинку. Так, вони, швидше за все, вас вкусять. Ні, раніше такого ніхто не робив. Ну що, згодні?

Дивно, але багато дійсно погодилися. Протягом двох років учені інтерв’ювали фокус-групи, влаштовували виступи в місцевих залах, пабах і клініках, щоб жителі мали можливість про все їх розпитати. Довелося постукатися не в одні двері. « Для нашого проекту було потрібна довіра місцевих жителів. Ми її заробили, але на це пішло чимало часу, – розповідає О'нилл. – Ми терпляче всіх вислухували. Якщо когось щось турбувало, ми все пояснювали, а іноді навіть проводили відповідні досліди». Вони показали, наприклад, що вольбахія не заражає рибу, павуків і інших, що харчуються комарами хижаків, а також людей, чиєю кров'ю харчуються комарі. Згодом навіть скептики почали підтримувати їхню ідею. «Місцева група волонтерів, що займається мобілізацією жителів під час повеней і циклонів, якось попросила в нас дозволу походити від нашого імені по будинках, щоб переконати людей дозволити нам випустити в їхніх дворах комарів, – розповідає О'нілл. – Ось такий поворот». ДО 2011 року, коли комарі були готові, проект отримав підтримку 87 % місцевих жителів.

По-справжньому все почалося того січневого ранку, коли О'нілл із поважним виглядом відкрив стаканчик з комарами. «Радість нас сп'янила, – згадує він. – Ми кілька чортових десятиліть заради цього працювали. Уся команда, що пройшла весь цей шлях зі мною, прийшла, щоб особисто бути присутньою при цьому моменті». Вони гордо пройшлися по вулицях, зупиняючись біля кожного четвертого будинку, щоб випустити кілька десятків комарів. За два місяці вони відпустили на волю близько 300 тисяч, довелося лише ненадовго перерватися через циклон. Потім члени команди кожні два тижні виловлювали в пригородах комарів за допомогою різних пасток, щоб оглянути їхній організм на присутність вольбахії. «Вийшло навіть краще, чим ми очікували», – радіє О'нілл. До травня вольбахія вже затишно влаштувалася в організмах 80 % комарів у Гордонвейлі й 90 % – у Йоркіс-Ноб [407] . Усього за чотири місяці на зміну майже всім звичайним комарам прийшли комарі, стійкі до вірусу денге. Ученим уперше вдалося змінити популяцію, що живе в природі, комах так, щоб ті перестали розносити небезпечну для людини хворобу. І зробили вони це за допомогою симбіозу.

Але організація О'нілла називається не «Модифікуємо комарів», а «Ліквідуємо денге». Чи вийшло в них це? У тих двох пригородах з 2011 року не було нових випадків зараження. Це надихає, якщо не переконує остаточно. Але і особливо «пропасними» ні той ні інший пригород ніколи не були – як, властиво, і вся Австралія. О'нілл зможе заявити про свою перемогу лише тоді, коли його комарі позбавлять від вірусу денге країни, де він являє найбільшу загрозу. Тому-то зараз члени його організації працюють у Бразилії, Колумбії, Індонезії й у В'єтнамі [408] . В 2004 році все почалося з О'нілла і його лаборантів. Зараз «Ліквідуємо денге» – міжнародний колектив учених і працівників сфери охорони здоров'я.

В Австралії ж члени наукової групи і їхні комарі добралися до північного містечка Таунсвілла. Там близько 200 тисяч жителів, так що особисто постукатися в кожний будинок точно не вийде. Учені розраховують на висвітлення в ЗМІ, масові заходи й ініціативу місцевих жителів – допомогу пропонують багато, навіть школярі. Та й випускати повсюдно дорослих комарів занадто обтяжливо. Замість цього дослідники роздають домовласникам контейнери з комариними яйцями, водою і їжею, а ті вирощують комариків у себе в саду. «Коли-небудь ми й до тропічних мегаполісів доберемося», – мріє О'нілл.

Труднощі скрізь виникають різні. Наприклад, якщо в місті щедро використовують інсектициди, місцеві комарі виробляють до них часткову стійкість. Випускати туди комарів-австралійців, що у житті не нюхали засобу від комах, безглуздо: вони відкинуть лапки, не встигнувши передати симбіонтів наступному поколінню. А виходить, комарам з вольбахією потрібна як мінімум та ж ступінь стійкості, що й місцевим. Можливо, отут допоможе міжвидове схрещування. Працівники індонезійського відділення «Ліквідуємо денге» схрещують переносників вольбахії з місцевими комарами протягом декількох поколінь, щоб їхні комарі стали як можна більш подібними на індонезійські. До того ж це допоможе їм більш успішно спаровуватися. «Кожна місцевість унікальна по-своєму, – говорить О'нілл. – Але вольбахія, за нашими спостереженнями, скрізь справляється відмінно. Зважаючи на все, можна починати використовувати її по усьому світу. Через два-три роки в нас буде досить доказів того, що наш метод дійсно працює. А років через десять-п'ятнадцять, думаю, ми проб'ємо в армії лихоманки денге помітний пролом».

Скептики не утомлюються нагадувати, що в еволюції на будь-яке втручання знайдеться відповідь – як би ми не билися, вона зуміє парирувати. Рано або пізно вірус денге виробить стійкість до зайшовшої на його територію вольбахії й знову прийметься заражати комарів. Еволюція, як говорив британський учений Леслі Орджел, розумніша за вас. Але Елізабет Макгро, давня соратниця О'нілла, настроєна оптимістично. Результати досліджень її наукової групи говорять про те, що вольбахія захищає комарів від вірусної інфекції не одним способом. Вона до всього іншого зміцнює їхній імунітет і поглинає необхідні вірусам для розмноження живильні речовини, такі як жирні кислоти й холестерин [409] . « Чим більше у вас захисних заходів, тим з меншою ймовірністю у вірусу вийде виробити стійкість, – пояснює вона. – Нас, еволюційних біологів, такий розклад цілком обнадіює».

Ще О'нілл і Макгро стверджують, що перспектива розвитку резистентності виникає при спробі боротися зі шкідливим агентом за допомогою інсектицидів, вакцин і тому подібних засобів. Вольбахія, на відміну від них, живий організм, а виходить, зможе пристосуватися до всіх адаптацій вірусу. До того ж вона безпечна й не вимагає великих витрат. Інсектициди – штука токсична, та й розпорошувати їх потрібно регулярно. Комарі ж не викликають ніяких побічних ефектів і розмножуються самостійно. « Потрібно тільки почати, а там їх уже буде не зупинити, – посміхається О'нілл. – Ми намагаємося знизити витрати до двох-трьох доларів на людину».

О'нилл не приховує захоплення від успіхів у дослідженнях вольбахії. «Колись ми сиділи собі спокійно в лабораторії, вивчали симбіоз і нікого не торкали, – розповідає він. – А в підсумку зі звичайної галузі фундаментальної науки вийшло щось дивне й корисне». Вольбахія справляється не тільки з вірусом денге, але й з вірусами чикунгуньї й Зіка, а також з плазмодіями, що викликають малярію: так, наукова група з Китаю й США наділила вольбахією малярійних комарів [410] . Інші дослідники зараз намагаються за допомогою вольбахії впоратися з мухами цеце й постільними блощицями: перші розносять сонну хворобу, другі викликають безсонні ночі. «Усе це – лише частина нового менталітету, що торкається мікробної екології живих організмів і її зв'язку з захворюваннями», – відзначає О'нілл.

В 1916 році, за сто років до того, як ця книга вперше з'явилася в магазинах, пішов з життя норовливий російський учений і аматор прокислого молока Ілля Мєчніков. Чи міг він собі уявити, що колись його методи ляжуть в основу багатомільярдної галузі виробництва, продукти якої виявляться на поличках супермаркетів по усьому світу, незважаючи на те що їхня користь поки так і не доведена? В 1923 році американський мікробіолог Артур Ісаак Кендалл опублікував книгу по бактеріології, у якій передбачив, що швидко настане час, коли кишкові бактерії почнуть використовуватися в лікуванні кишкових захворювань. Чи міг він собі уявити, що людські фекалії почнуть заморожувати й розсилати по лікарнях для пересадження в організм хворих? В 1928 році британський бактеріолог Фредерік Гріффіт виявив, що бактерії можуть обмінюватися одна з одною якостями й змінюватися за допомогою фактора, який пізніше назвуть ДНК. Чи міг він передбачити, що коли-небудь учені зможуть у робочому порядку змінювати генетичний матеріал мікробів з такою точністю, що за допомогою цих змін можна буде змушувати їх полювати один на одного? А в 1936 році ентомолог Маршалл Гертіг вирішив назвати нікому не відому бактерію на честь свого друга Симеона Вольбаха, з яким вони за дванадцять років до того вперше знайшли її в комарі з Бостона. Чи міг хто-небудь з них припустити, що вольбахія виявиться найуспішнішою бактерією в усьому світі? Або що її вивченням займуться стільки дослідників, що раз у два роки їм доведеться влаштовувати конференцію для обговорення нових пов'язаних з вольбахією відкриттів? Або що завдяки їй нематоди перестануть робити 150 мільйонів людей у рік інвалідами або позбавляти їх зору? Або що дослідники почнуть спеціально вводити її в комарів по усьому світу, щоб ті перестали розносити лихоманку денге й інші захворювання?

Ні, звичайно. Мікроби ховалися від наших очей протягом майже всього існування людства – помітити їх можна було лише по викликуваних ними хворобах. Вони залишилися в тіні навіть після того, як Левенгук 350 років тому вперше їх побачив. А коли їх нарешті помітили, було вирішено, що вони – незвані гості в людському світі й з ними потрібно не дружити, а розправлятися. Пізніше дослідники довідалися, що наш кишечник кишить бактеріями й що деякі влаштувалися навіть у клітинах комах, але їх відкриття відразу поставили під сумнів і забули. Лише недавно мікроби перекочували з окраїни біології в її центр і отримали загальне визнання. Лише недавно ми довідалися про мікросвіт досить, щоб почати в нього втручатися. Спроби наші поки що примітивні й незграбні, а впевненість у них часом перебільшена, але потенціал – величезний. Нарешті ми почали використовувати для поліпшення нашого життя все, що довідалися з тих часів, коли Левенгукові заманулося розглянути воду в ставку.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   31


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет