Константин Северинов е доктор по биология, завежда Лабораторията по молекулярна генетика на микроорганизмите към Института по биология на гените, както и лабораторията в Института по молекулярна генетика в Руската академия на науките, професор е в Сколковския институт за наука и технологии и в Университета „Рутгерс” - САЩ.Световноизвестният учен разказва как бактериите влияят на здравето и на характера ни, откъде се появяват новите инфекции и кога ще са достъпни революционните антибиотици.
- Проф. Северинов, какво е мястото на бактериите в човешкия организъм?
- Представете си огромно дърво, на което всяко клонче е генетичен текст, определен набор от гени, съответстващи даден организъм. На това много разклонено дърво животните и растенията ще заемат съвсем минимално място в короната му, а цялото останало многообразие е на бактериите, т.е. микробите.
На нас може да ни изглеждат еднообразни, защото са много малки и не виждаме различията. Но в действителност бактериите съставляват повече от 95% от разнообразието на живота на планетата. Много от микробите се наричат „екстремофили”, защото живеят в неподходящи според нас условия. Конкретно: в дълбоко замръзналата земя, в горещи извори, на океанското дъно под огромно налягане и в безумната концентрация от соли на Мъртво море.
- Ние сме свикнали с мисълта, че микробите са вредители, причинители на различни заболявания. Ако те наистина са толкова вездесъщи и могат да се адаптират към всичко, то човечеството никога ли няма да спечели битката с тях, няма ли да може да се отърве от опасните инфекции?
- Този стереотип е още от времето на Пастьор. Знаете, той е известен френски микробиолог, основател на теорията на инфекциозни заболявания. Едва ли не ние сме във война с коварния враг - микробите, които планират да ни покорят. Реалната ситуация е съвсем различна. Първо, по-голямата част от микроорганизмите не знаят за нас, вършат си работата и ние сме им напълно безразлични. От друга страна, ние самите до голяма степен зависим от микробите, които живеят в нас, при това много повече, отколкото те от нас.
- Тогава ни обяснете защо и как зависим от бактериите?
- Човешкото тяло се състои от около един трилион клетки. Като при това вътре в организма ни живеят десет пъти повече клетки на бактерии! Основно са в червата и всъщност образуват един огромен орган – микробиом. Това е най-тежкият орган в човешкото тяло, много по-тежък от черния дроб или от мозъка. Нашите бактерии изпълняват много важни функции. Например ние, хората, сме загубили способността си, която близките ни роднини, приматите, са запазили - да произвеждаме редица витамини и аминокиселини, необходими за живота. Но ние можем да си го позволим, защото в нас живеят бактерии, които произвеждат такива вещества за нас. Чревните бактерии имат голям
принос в работата на имунната система
Те произвеждат важни противовъзпалителни съединения, чийто синтез организмът ни не може да ни осигури. Между другото, съвременните изследвания показват, че някои от болестите, които доскоро бяха считани за генетични и бяха свързвани със стреса и други фактори, всъщност имат бактериален произход. Диабетът, автоимунните болести, когато имунната система атакува собствените си здрави клетки и унищожава органите, дори и някои психични заболявания, като шизофренията например, може да бъдат предизвикани от промени в състава на микробиомата.
- И това е доказано, така ли?
- Канадски изследователи са провели серия от експерименти, които показват, че бактериалната чревна инфекция може да влоши... паметта. Лабораторни мишки са били заразени с бактерията Citrobacter rodentium, нарушаваща работата на червата. Гризачите с такова разстройство много по-лошо разпознавали познати предмети - започнали да ги разглеждат така, сякаш ги виждат за пръв път. Експертите предполагат, че Ешерихия коли може също така да отслаби паметта на хората.
- Австралийският лекар Бари Маршал през 1984 г. се заразява умишлено с Helicobacter Pylori и развива гастрит, а след това и стомашна язва. И успешно се излекува с антибиотици. Самоотверженият учен, който откри бактериалната природа на гастрита и стомашната язва, бе удостоен с Нобелова награда.
- Датски учени са установили, че в червата на слабите хора има много повече бактерии от семейството на Christensenelaceae, отколкото при тези, които са с наднормено тегло. Тъй като бактериите участват активно в нашия метаболизъм, учените предполагат, че този вид бактерии е един от факторите, отговорни за добрата фигура.
В САЩ вече е клинично тестван и се прилага на практика не много естетичен, но доста ефективен метод. На хора с наднормено тегло се трансплантира чревно съдържимо от слаби донори. Някои от бактериите оцеляват, други – умират, затова процедурите трябва да се повтарят. Но ефектът е забележим. Освен това тази технология дава възможност за
лечение на тежки и опасни заболявания
като колит и болестта на Крон. Всъщност мисля, че колкото повече знаем за връзката на бактериите с някои болести, толкова повече ще се развива ново, перспективно направление в медицината: лечение чрез възстановяване на нормалния състав на микробиомата.
- А освен трансплантацията на полезни бактерии от червата няма ли и друг начин те да бъдат заселени в организма? Например чрез приема на пробиотици?
- Пробиотиците обикновено представляват изсушени препарати на един или повече видове от "нормалните" чревни бактерии, отгледани в лабораторни условия.
За създаването на пробиотици, които наистина може да лекуват хората, е необходимо да се отделят огромно количество бактерии, да се охарактеризира и изследва взаимодействието им както помежду им, така и с човека, да се осигури ефективен начин да се доставят до желаното място в червата и да им се даде възможност да прогонят „конкурентите” си. Макар че след приема на антибиотици, които като атомна бомба убиват повечето микроорганизми в червата ни, могат да бъдат полезни и вече съществуващите прости пробиотици Те могат да помогнат за частичното възстановяване и нормализиране на микрофлората. Само не забравяйте, че няма смисъл да приемате тези лекарства, преди да сте приключили лечението с антибиотиците: те унищожават и всички новозаселили се бактерии.
- Световната здравна организация е изчислила, че една от най-големите заплахи за човечеството днес е устойчивостта на вредните бактерии към повечето от известните ни антибиотици. Поради това хората могат да загубят защитата си срещу опасни инфекции. А нови антибиотици по рафтовете на аптеките вече не се появяват. Защо?
- По принцип антибиотиците не са изобретение на хората, а химични вещества, с помощта на които бактериите си „общуват” една с друга. В природата микроорганизмите образуват сложни общности. Членовете на общността зависят един от друг – някои си помагат взаимно, а други
се опитват да се справят с конкурентите –
точно както при хората, отношенията им са сложни. Крайната цел на всеки вид бактерия в общността е да победи, да завземе за себе си колкото е възможно по-голямо място. Но останалите не се дават така лесно, защото те самите имат същата цел. В резултат на това се създава и поддържа определен баланс. При това най-важната информация за бактериите е дали има в определено място храна и колко други представители от същия или от друг вид са се заселили вече там. И те определят това с помощта на механизъм, който на български се нарича "проправяне на пътя с помощта на лактите." В общи линии това изглежда по следния начин: в определена по обем среда има дадено количество бактерии, а всяка бактерия излъчва определено вещество, чието присъствие тя и събратята й могат да почувстват. Ако бактериите са много, концентрацията на това вещество ще бъде висока и микробите ще "разберат", че тук е претъпкано, храната не е достатъчна за всички и ще спрат да растат. Точно тези вещества, които дават сигнал, че повече не трябва да се расте, са всъщност антибиотиците. Така че в исторически план антибиотиците са "измислени" от бактериите, за да си общуват помежду си.
- След като бактериите в природата са безброй, имаме ли шанс да открием още много нови антибиотици?
- В определен момент с това възникна проблем. Първоначално учените култивираха (отглеждаха) различни бактерии в лабораторията, в „чашките на Петри”, и изследваха веществата, отделяни от отгледаните микроорганизми. Предимно се използваха почвени бактерии, защото в земята има много такива и те активно "общуват" помежду си чрез химични сигнали, а някои се развиват добре и в лабораторията. Въпреки това наличието на такива "култивирани" микроорганизми все пак е ограничено, затова и в последно време не чуваме за откриването на нови антибиотици. А към повечето от старите антибиотици бактериите вече се адаптираха чрез мутация и станаха резистентни.
- Какво можем да очакваме в бъдеще?
- Съвсем наскоро имаше пробив – появи се нова наука – геномика. За учените се откри възможност да определят и да изучават геномите на бактериите, които отказват да растат в лабораторни условия. Тези бактерии са много, просто не са видими за класическите микробиолози.
Милена ВАСИЛЕВА
