Новое исследование предоставляет возможность ученым прогнозировать взаимодействие отдельных бактерий в кишечнике, что позволяет понять, как они могут влиять на состояние нашего здоровья, как в положительную, так и в отрицательную сторону.
Микробиом, включающий триллионы микробов и вирусов, обитающих внутри и на поверхности человеческого тела, представляет собой сложную систему. Основные концентрации этих микробов присутствуют в кишечнике. Некоторые из них выполняют полезные функции, такие как виды Lactobacillus, способствующие пищеварению, в то время как другие, такие как токсичные штаммы Escherichia coli, могут вызывать заболевания.
Многие микроорганизмы существуют за счет потребления веществ, выделяемых другими микробами. Разрушение этих взаимодействий может привести к дисбалансу между полезными и патогенными микробами, что в конечном итоге может вызвать воспалительные заболевания кишечника. Однако ранее было сложно предсказать все эти сложные взаимодействия.
В рамках данного исследования был разработан вычислительный метод, позволяющий выявить и ранжировать ключевые взаимодействия между микробами в кишечнике, связанные с обменом питательными веществами. При анализе учитывались факторы, такие как разнообразие микробов и их общее количество, которые могут потреблять или выделять определенные питательные вещества.
Этот подход был протестирован на данных, моделирующих метаболизм 955 видов кишечных микробов. Участники включали людей с различными заболеваниями, в которых кишечный микробиом играет важную роль. Результаты показали специфические нарушения взаимодействий между микробами у пациентов с различными состояниями, что указывает на потенциальные точки воздействия для улучшения состояния пациентов.
Авторы отмечают, что этот подход представляет собой концептуальную основу и требует дальнейших экспериментов для подтверждения микробных взаимодействий. Однако это важный шаг в использовании генетического материала микробиома для понимания и управления пищевыми взаимодействиями, что может привести к разработке более эффективных методов терапии.