Възможни са произволни вариации в състава на общността на микробиотите - и в сравнение с изходното ниво микробиотата може да стане по-разнообразна и нестабилна.

  • всички

Когато Лев Толстой пише първия ред на своя класически роман „Анна Каренина“ - „Всички щастливи семейства си приличат; всяко нещастно семейство е нещастно по свой начин ”- вероятно никога не е мислил, че ще се отнася за чревните микробиоми.

Но изследователи от Университета във Вашингтон (САЩ) и Орегонския държавен университет (САЩ) наскоро изложиха „принципа на Анна Каренина“ като начин да обяснят какво може да се случи, когато микробните общности в много различни среди са обект на смущения: могат да възникнат произволни вариации в състава на общността на микробиотите - и в сравнение с изходното ниво, микробиотата може да стане по-разнообразна и нестабилна.

„Ефектите на Ана Каренина“, както ги наричат ​​авторите, биха могли да бъдат често се наблюдава, когато гостоприемник се сблъска със стресор, който намалява способността му да регулира състава на микробиотата; освен това тези ефекти често са свързани със спад в здравето на приемника. Така докато микробиомите на здравите гостоприемници могат да изглеждат сходно, микробиомите на нездравословните гостоприемници могат да изглеждат много различни един от друг.

В Перспектива, публикувана в Nature Microbiology, Джеси Заневелд, Райън МакМиндс и Ребека Вега Търбър цитират доказателства за ефектите на Анна Каренина в различни системи, от микробиома на коралите до този на горните дихателни пътища на човека. Що се отнася до собствената работа на авторите върху коралите, те откриха стресови фактори, включително прекомерен риболов и замърсяване с хранителни вещества, могат да позволят случайни промени в микробиома на повърхността на коралите, позволявайки на водораслите да процъфтяват и в крайна сметка да намалят растежа на коралите или да ги убият изобщо.

Zaneveld, et al. напишете: „Вместо да изместваме микробиома към нова дискретна конфигурация, създавайки клъстери, тези стресови фактори позволяват на микробиомите на стресирани индивиди да поемат по-широк спектър от възможни конфигурации, отколкото здравите контроли, произвеждайки ограничено „ядро“ от контролни микробиоми, заобиколено от голям „ореол“ или „намазка“ от стресирани или болни микробиоми. “

Приложен към чревната микробиота, принципът може да даде уникални интерпретации на предишни изследвания и да предостави полезна рамка за тълкуване на бъдещи изследвания. За ума: какво би означавало за изследване на чревната микробиота, ако всяка дисбиоза е малко по-различна?

Многобройни изследвания свързват улцерозния колит със състава на микробиотата на червата, например с идентифициране на видове, които са изчерпани или обогатени в болестното състояние; досега обаче конкретен биомаркер не е идентифициран. Ако принципът на Анна Каренина наистина се прилага при това заболяване, учените никога няма да открият стабилна дисбиоза, свързана с улцерозен колит. Случайните промени в чревната микробиота в отговор на фактори, свързани с болестта, могат да означават, че много различни конфигурации са свързани със състоянието на заболяването и следователно идентифицирането на силно чувствителен и специфичен микробен биомаркер на заболяването може да се окаже трудно. Също така, интервенции, насочени към модулиране на чревния микробиом при улцерозен колит по специфичен начин, ще бъдат изпълнени с различен успех.

В литературата съществуват много повече възможни примери за принципа на Анна Каренина, които свързват дисбиозата на чревната микробиота с болестта. И в дискусията на авторите на примери, свързани с човешката чревна микробиота, те подчертават значението на имунитета -доказателствата показват, че нарушаването на нормалната имунна функция в гостоприемника може да дестабилизира чревния микробиом и евентуално да предизвика произволни вариации. Статията описва по-голямата вариабилност на микробиомите, наблюдавана при индивиди, положителни за вируса на човешка имунна недостатъчност (ХИВ), които са сериозно нарушили имунитета.

„Прогнозирането кога и как се нарушава нормалната регулация на микробиомите е в основата на много важни проблеми в микробната екология“, пишат авторите. По-конкретно, прогнозирането на това е от съществено значение за това как да модулирате чревната микробна екосистема за по-добро здраве. По пътя към персонализираната медицина принципът на Анна Каренина може да даде на учените нова насока за намиране на биологично значими ефекти от измененията на чревната микробиота.