Я – суперорганизм! Человек и его микробиом - Джон Тёрни

Всматриваясь внимательнее

В своей книге я пытаюсь разобраться, что же это такое – мое новое Я – суперорганизм. К проблеме можно подойти с разных сторон. «Суперорганизменное Я» – понятие не совсем новое, так что вас ждет небольшой исторический экскурс. Ученые еще не до конца поняли, как исследовать суперорганизмы; чтобы получше узнать свой суперорганизм, следует взглянуть на то, каким образом они раскрывают загадки его функционирования. Кроме того, сама постановка суперорганизма во главу угла меняет научный метод. Для изучения микробиома требуется множество дисциплин. Молекулярные генетики, экологи-микробиологи, инфекционисты, иммунологи учатся по-новому общаться друг с другом, порой не без труда. И всем им приходится налаживать общение с представителями новейшей отрасли – биоинформатики, которые занимаются базами данных и программами, помогающими осмысливать микробиом с информационной точки зрения. Междисциплинарное взаимодействие становится всё интенсивнее, и сами дисциплины в ходе такого общения меняются. В частности, иммунология переживает собственную научную революцию. Как выясняется, наша иммунная система сформировалась главным образом для того, чтобы управлять этим новым, осторожно поддерживаемым в равновесии комплексом, который и составляет суперорганизм.

Остальная часть книги посвящена целому ряду вопросов, вытекающих из вопроса основного. Что это означает – быть суперорганизмом? Некоторые ответы получить легко, другие же лишь начинают вырисовываться…

В главе 1 я расскажу о том, каким образом люди впервые узнали о невидимом мире микробов. Удивительно, как простой с виду инструмент – микроскоп – помог ученым столь сильно расширить наши представления о жизни, ведь человек сотни тысяч лет даже не подозревал о существовании микроорганизмов. Первой реакцией стало, конечно. изумление. Затем героические ученые выдвинули микробную теорию, которая помогла спасти миллионы жизней, однако не принесла репутации микробов ничего хорошего.

Глава 2 повествует о том, с какими микроорганизмами мы сосуществуем. Нам предстоит ответить на вопрос, что еще способны делать микробы, кроме как вызывать болезни. Оказывается, даже простые микроорганизмы – бактерии – могут делать всё, что и многоклеточная жизнь (разве что только вот книг они не пишут). Они правят миром – и всегда правили!

В главе 3 – о том, каким образом сегодня изучают микробиом. Почему нам вообще понадобилось столько времени, чтобы осознать, что он представляет собой важнейшую часть человеческой жизни? Виной тому – в том числе несовершенство техники. Ошеломляющий прогресс в методах ДНК-секвенирования и генетического анализа позволил по-новому взглянуть на жизнь внутри нас. Теперь, когда уже известно, что внутри нас есть микрожизнь, ученым предстоит разработать новые методы для изучения того, чем же эта жизнь на самом деле занимается. В экспериментах используются, к примеру, мыши, намеренно освобожденные от микробов и аккуратно снабженные новыми кишечными бактериями в определенных комбинациях, или искусственные экосистемы, тихо живущие в лабораторных сосудах, или кусочки специально выращенной кишечной ткани, на которой должны жить и размножаться микроорганизмы. Многочисленные варианты таких методик, применяемые в огромном количестве лабораторий, помогают выстраивать новую картину жизни наших микроскопических спутников.

Главы 4 и 5 отвечают на простой вопрос «Кто здесь?» главным образом при помощи ДНК-анализа. Ответы для разных людей различны, к тому же зависят от того, куда смотреть. Можно представлять себе единый микробиом или же множество: микробиомы губ и зубов, микробиомы каждого пальца, коленного сгиба, пупка, подмышки, паха. Я немного расскажу о некоторых хорошо изученных местах – рте, коже, вагине, легких. А затем, в главе 5, мы заглянем на более изобильные пастбища, обратившись к кишечнику – органу, где обитает самое крупное микробное сообщество. Это своего рода центр суперорганизма (если такой центр вообще можно выделить).

А когда мы уже кое-что узнаем о том, с какими мельчайшими существами делим свою жизнь, логично задаться вопросом: как же они все сюда попали? Глава 6 отвечает на этот вопрос двумя способами. Она повествует о том, как эти микробные сообщества обустроились в каждом из нас; как рождается микробиом, как он развивается. Но есть и более долгая история – о том, как человек и все его предки эволюционировали вместе со своими микроскопическими сообщниками. Подробности этой истории приходится собирать по кусочкам. Какие микробиомы есть у других современных приматов? Кого наши человекообразные предки невольно выкармливали в своих кишках? Отсюда вырастает вопрос, очень беспокоящий сегодня ученых: как современная жизнь (с кесаревым сечением при родах, антибиотиками, фастфудом) изменила наш микробный состав? Мы открываем по-настоящему значимые свойства собственного микробиома, но при этом, возможно, мы всё больше его портим?

В главе 7 подробно рассматривается вопрос о том, как все эти микробы взаимодействуют с нашими собственными клетками, тканями и органами. В центре этого взаимодействия – иммунная система. Мысль о том, что иммунные клетки постоянно ведут войну с чужеродными болезнетворными агентами, многие десятилетия доминировала в научных и обывательских рассуждениях об иммунитете. Как увязать эту идею с тем фактом, что внутри нас преспокойно обитают триллионы микробов? Сейчас более реалистичным представляется образ тонкого, постоянно меняющегося, но при этом тщательно выстраиваемого взаимодействия нашего организма с микробами. Такой сдвиг восприятия этого сложнейшего аспекта человеческого существования – пожалуй, пока самое серьезное научное достижение, порожденное микробиомными изысканиями.

Но и самое тщательно организованное взаимодействие может нарушаться. В главе 8 мы зададим вопрос: что происходит, когда наши колонисты-микробы разрывают свои жилищные контракты и начинают буйствовать? Медицинские последствия изменений микробных популяций многочисленны и разнообразны. Пока мы их не до конца понимаем, однако есть четкие указания на то, что эти последствия имеют немалое значение. Можно показать, что микробиом человека меняется при кишечных, онкологических, аутоиммунных заболеваниях, при ожирении и многих других отклонениях и недугах.

Многие из таких отклонений связаны с кишечным микробиомом. На что еще он способен влиять? Могут ли эти крошечные компоненты нашего суперорганизма воздействовать на вместилище разума – мозг? Глава 9 вступает на эту территорию, где куда меньше фактов и куда больше предположений и догадок, чем в предыдущих главах. Микробиом Я здесь взаимодействуют по-настоящему. Мы зададимся вопросом, как микробы могут влиять на наш мозг и наше поведение, и попробуем выяснить, что же сейчас известно о возможной связи микробиома с такими психическими расстройствами, как депрессия.

Если бактерии и правят миром, им в этом кое-кто помогает. Не многоклеточные организмы, а еще более простые объекты – вирусы. По оценкам специалистов, на каждую бактерию приходится по десятку вирусов (где бы то ни было). Наш организм – не исключение. Что же известно об этой стороне существования нашего микробиома? Об этом – в главе 10. Исследования нашего вирусного сообщества только начинаются, но могут оказаться не менее важными, чем исследования прочих составляющих микробиома.

Похоже, в современную эпоху наш микробиом изменился. Но, может быть, следовало бы попытаться вернуть наш микробиом в некое счастливое первобытное, первозданное состояние? Или проявить изобретательность и начать подгонять персональные экосистемы под наши собственные нужды? Об этом – в главе 11. Сегодня рынок предлагает два, казалось бы, диаметрально противоположных метода: фекальную трансплантацию (для того, чтобы заново заселить кишечник микроорганизмами) и потребление пробиотических продуктов вроде йогурта или кислой капусты (способ не столь радикальный, но и не очень эффективный). Оба метода можно совершенствовать. Мы уже умеем проводить генную инженерию множества бактерий в собственных интересах. И кто знает, а вдруг уже в нынешнем веке появятся микробиомы, изготовляемые на заказ?

Для последней главы остается один вопрос, тот самый, с которого мы начали. Что это означает – быть суперорганизмом? Я не в силах дать общий ответ на этот общий вопрос, так что придется вам удовольствоваться множеством коротеньких ответов. Проводимые сейчас исследования позволяют сформулировать кое-какие рекомендации насчет того, как нам заботиться о собственном микробиоме. Я рассмотрю некоторые возможные перспективы изысканий, некоторые вопросы, пока остающиеся без ответа, и прогнозы относительно того, как все-таки найти эти ответы в будущем. А затем я снова обращусь к зеркалу, дабы созерцать мое новое, комплексное Я.