Микробиота. Тайны ваших бактерий

Точные причины аутизма остаются для нас загадкой. Диапазон симптомов этого заболевания настолько широк, что мы предпочитаем говорить о нем как о группе расстройств аутистического спектра (РАС). К РАС относят коммуникативные расстройства и нарушения поведения, нарушения социального взаимодействия, ограничение круга интересов, страх, тревогу, проблемы с питанием и пищеварением, нарушения неврологического развития…

В прошлом аутизм рассматривался только как нарушение психики. С подачи американского психолога Бруно Беттельгейма несколько поколений матерей детей-аутистов жили под гнетом вины: Беттельгейм утверждал, что их дети страдают от недостатка материнской любви, то есть они болеют оттого, что нелюбимы. Сейчас эта точка зрения признана ошибочной.

Теперь мы знаем, что аутизм, как и диабет, аллергия и аутоиммунные заболевания, имеет свой «ареал обитания», места, где число случаев заболевания увеличивается значительно быстрее: речь идет о богатых государствах, в которых высок уровень жизни, соблюдаются стандарты гигиены, доступны разнообразные продукты питания. Недавние мигранты в той же мере затронуты этими заболеваниями, что и коренное население. Отсюда напрашивается вывод о том, что все дело в нашем образе жизни, что такая картина обусловлена прежде всего экономикой.

Теория Беттельгейма осталась в прошлом, и современная медицина задается вопросами о возможных органических причинах аутизма.

Захватывающие версии разрабатываются в крупнейших лабораториях мира. Они позволяют рассчитывать, что скоро будет найден способ лечения, который сможет заметно смягчить некоторые симптомы аутизма на тот период, пока мы находимся в процессе поиска средства «исцеления» от аутизма, как от гриппа.

Одно из этих направлений, на мой взгляд, наиболее интересное, касается кишечной микробиоты.

Сегодня известно, что аутисты страдают от дисбактериоза, тяжесть которого пропорциональна тяжести расстройства их поведения. Популяции бактерий, населяющие их кишечник, содержат меньше бактерий рода Prevotella, а ведь это наша «фабрика» витамина В₁.

Однако какие-либо выводы делать еще рано: эта корреляция нуждается в дальнейших уточнениях.

К тому же эти данные не означают, что микробиота – единственный фактор, приводящий к аутизму. На развитие болезней оказывает влияние множество различных факторов. Однако с уверенностью можно сказать, что микробиота играет серьезную роль наряду с генетической предрасположенностью и факторами окружающей среды, о чем я упоминал в связи с другими расстройствами в предыдущих главах.

Некоторые наблюдения, несмотря на их единичный характер, представляют большой интерес. Так, Лулу Ванг и Дэн Томас из Калифорнийского университета руководили исследованием с участием 589 детей с расстройствами аутистического спектра, сравнивая их с их братьями и сестрами, не страдающими аутизмом. 42 % детей-аутистов испытывали проблемы с пищеварительной системой (запор, диарея…), при этом такие симптомы отмечались только у 12 % их братьев и сестер. Причем чем ярче были выражены симптомы, особенно в сфере расстройств поведения, тем выше был риск желудочно-кишечных расстройств.

Подобные результаты побудили исследовательскую группу Розы Краймалник-Браун из Университета Аризоны, США, провести опыт на 18 детях с РАС в возрасте от семи до 17 лет. В 2017 году этим детям пересадили фекальную микробиоту от доноров, не страдающих аутизмом. Результаты, проявившиеся через десять недель после пересадки, оказались впечатляющими. У 16 из подопытных симптомы желудочно-кишечных расстройств, часто встречающиеся у аутистов (боль в животе), смягчились более чем на 50 %. На поведенческом уровне, согласно шкале оценки детского аутизма (CARS), симптомы аутизма уменьшились на 22 %. Также тест показал улучшение социальных навыков, уменьшение раздражительности, гиперактивности, стереотипии и речевых нарушений. Два года спустя, в 2019 году, эти результаты подтвердились: на момент начала исследования «тяжелыми аутистами» были признаны 83 % группы, а сейчас – только 17 %…

Это исследование было открытым, то есть проводилось без контрольной группы, которая позволила бы оценить результаты лечения без влияния дополнительных факторов. Например, в данном случае улучшению состояния детей могли способствовать специальные занятия; присутствие контрольной группы опровергло или подтвердило бы эту гипотезу.

И тем не менее полученные результаты позволяют увидеть прекрасные перспективы и открывают огромное поле для более подробных исследований микробиоты. Их целью будет определение правильной дозировки бактерий для пересадки и разработка дополнительных протоколов: составление рациона, который способствовал бы размножению этих бактерий, медикаментозная поддержка, психологическое сопровождение, позволяющее сохранять положительный эффект, необходимые требования к условиям окружающей среды, способствующим ремиссии, а возможно, и полному выздоровлению.

Как вылечить мышь-аутиста?

В мае 2019 года профессор Саркис Мазманян опубликовал исследование, которое потрясло научный мир. Оно было проведено его научной группой из Калтеха, Калифорнийского технического института, при участии специалистов из многих других американских и израильских лабораторий, на мышах, выращенных в лаборатории в стерильных условиях, никогда не имевших контактов с микробами и, следовательно, лишенных микробиоты.

Эти мыши были «очеловечены» посредством пересадки фекальной микробиоты от человека. Первой группе подсадили фекальную микробиоту людей с аутизмом, а второй – микробиоту не страдающих аутизмом доноров.

Удивительно, что мыши из первой группы очень скоро стали демонстрировать очевидные расстройства поведения, свойственные аутистам. Конечно, не факт, что речь шла о точно таком же заболевании, что и у людей, но симптомы были очень похожи. Мыши из второй группы продолжили вести себя нормально, то есть как мыши.

Проведенные тесты не оставляют никаких сомнений.

Во время теста open field мыши-аутисты преодолевали меньшие дистанции, что говорит о снижении двигательной активности. В то же время речь не идет о снижении активности, связанном с депрессией: мыши не прижимались к стенам, избегая центра пространства, они передвигались повсюду, но медленно.

Проходившие тест marble burying мыши-аутисты зарыли куда больше шариков, чем мыши-неаутисты, причем делали это в компульсивной повторяющейся манере. Они восприняли почти все шарики как угрозу. А ведь известно, что люди, страдающие аутизмом, тревожны, могут испытывать боязнь воды или шума.

Анализ микробиоты обеих групп мышей показал значительные различия в количестве и составе бактерий. Исследование продолжили, изучив метаболиты, вещества, которые выделяют бактерии и которые попадают в кровь и влияют на экспрессию определенных генов в клетках мозга.

И выяснилось следующее.

• Уровень метаболита таурина у мышей из первой группы оказался ниже нормы. У людей, страдающих аутизмом, тоже часто снижен уровень таурина. Заинтересовавшись этим результатом, исследователи дали таурин перорально мышам-аутистам. Наиболее наглядный эффект был отмечен у совсем еще молодых особей (мышат, еще питающихся материнским молоком): таурин во многом нейтрализовал разрушительное воздействие микробиоты, и мышата почти полностью вернулись к «нормальному» поведению. Куда менее эффективным оказалось воздействие таурина на взрослых животных с полностью сформированным мозгом. Применимы ли эти закономерности к людям? На данный момент этот вопрос остается открытым.

• Похожие результаты получены и при использовании другого метаболита, 5-аминовалериановой кислоты (5AV), которая снижает возбудимость нейронов. Допуская, что «множество факторов делают человеческий аутизм более сложным, чем мышиный», профессор Мазманян полагает, что «симптомы, связанные с расстройствами аутистического спектра, возможно, когда-нибудь будут лечиться с помощью метаболитов бактерий или пребиотических медикаментов». Или, во всяком случае, методами лечения, в большей мере касающихся кишечника, чем мозга.

Также его команда обнаружила среди мышей, сделанных аутистами при помощи трансплантации фекальной микробиоты, появление аномалий, связанных с экспрессией определенных генов в клетках мозга, то есть биохимическими процессами, за которые отвечает ген в данной клетке. У мышей, получивших микробиоту не-аутистов, подобных изменений замечено не было.

Речь идет о следующих генах:

• Ген FMR1, мутация которого обусловливает синдром ломкой Х-хромосомы, редкое наследственное заболевание, связанное с умственной отсталостью.

• Ген ANK2, который играет определяющую роль в возникновении расстройств аутистического спектра и сейчас является объектом более углубленных исследований.

• Ген UBE 3A, известный своей ролью в возникновении синдрома Ангельмана, неврологического заболевания, характеризующегося серьезной задержкой развития (отсутствие речи, нарушения моторики, равновесия и чувствительности, значительные когнитивные нарушения).

Открытия, касающиеся роли микробиоты в организме, поразительны, однако не будем торопиться. Одна только бактерия или один только ген не могут полностью отвечать за наступление болезни: она является результатом целого комплекса изменений, наносящего удар по работе организма.

Однако эти открытия позволяют лучше понять сложность заболевания, дают надежду, что однажды мы научимся выявлять аутизм в очень раннем возрасте и, таким образом, сможем предупреждать его развитие (очень многообещающий опыт с мышатами, еще не отлученными от матери). Возможно, мы научимся снижать риск возникновения аутизма, влияя на процесс еще на стадии беременности, направляя беременных на путь выздоровления.

Перспективы на завтра

Сегодня ни один серьезный ученый не обещает «излечить» от аутизма. Несомненно, мы сможем облегчать симптомы, даже, возможно, предотвратить их появление, но это непростой путь, он требует еще очень многих исследований, которые будут долгими и дорогостоящими, однако только так медицина сможет двигаться вперед.

Я знаю, что сегодня я не смогу изменить работу нейронов в мозге ребенка, страдающего аутизмом. Можно лишь попытаться способствовать некоторым положительным изменениям. Я не думаю, что трансплантация фекальной микробиоты – это долговременное решение: даже если доноры тщательно отбираются и их фекалии фильтруются, они остаются потенциально опасными. Опасность передать с хорошими бактериями другие, инфицированные вирусами, или вирусы сами по себе, или грибы, или что-то еще не исключена. Есть риск, что трансплантация может увеличить вероятность развития таких болезней, как рак или рассеянный склероз.

Когда-нибудь, лет через десять, 20 или больше, бактерии, отвечающие за эти процессы, и механизмы, в которых участвуют их метаболиты, будут определены и изучены. Вместо того чтобы прописывать бактерий самих по себе, то есть в виде живых организмов, не всегда удачно приживающихся в кишечнике реципиента, который содержит свою культуру со своими особенностями, мы сможем заключать «активные вещества» бактерий, то есть их метаболиты, в форму таблеток. Но этот момент еще не настал.

В сфере медицины я привык называть вещи своими именами. Мы не можем вылечить от аутизма, но можем попытаться облегчить некоторые симптомы. Если использование пробиотиков и изменение рациона помогают уменьшить боль в животе и повлиять хоть немного на некоторые расстройства поведения, то почему бы не попробовать?

Рацион с пониженным количеством жиров, обогащенный пищевыми волокнами (меньше джанкфуда, больше овощей), за несколько дней улучшает стенки кишечника и ограничивает попадание токсинов в организм, включая мозг, и предотвращает развитие болезней, связанных с дисбактериозом. Такой режим питания приносит только пользу. У мышей-аутистов в течение первых трех недель жизни (эквивалент года жизни у людей) отмечалась повышенная проницаемость стенок кишечника, что способствовало попаданию токсичных метаболитов бактерий в еще формирующийся мозг.

В Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе, США, научными группами Пола Талалая и Эндрю Циммермана было проведено исследование на 40 подростках с различной степенью аутизма (от умеренной до серьезной). Подросткам давали перорально сульфорафан (экстракт брокколи) в течение 18 недель. По истечении этого срока способность социального взаимодействия улучшилась у 46 % из них, вербальная коммуникация улучшилась у 42 %, неадекватное поведение снизилось у 54 %. «Мы далеки от того, чтобы объявить о победе над аутизмом, но это дает нам важную информацию, которая может помочь», – утверждают авторы этого исследования.

Поступление пробиотиков в организм в форме йогурта или квашеной капусты совершенно безопасно, зато дает немного надежды. Прием пищевых добавок тоже кажется мне весьма перспективным.

Люди, страдающие аутизмом, неохотно пробуют новое, могут отказываться от еды определенного цвета или консистенции, и подобная избирательность может стать причиной дефицита важных веществ, который, в свою очередь, усугубит дисбактериоз, а тот усилит симптомы аутизма. Я понимаю, как нелегко аутисту вносить изменения в свой рацион.

Но если все-таки попытаться?