Я – суперорганизм! Человек и его микробиом - Джон Тёрни

Здесь сталкиваются две противоположных тенденции, что создает почву для конфликтов. С одной стороны, сообщество биохакеров заинтересовано в том, чтобы использовать инструменты молекулярной биологии (в числе прочих) для реализации собственных проектов. На странице Википедии, посвященной биоэнтузиастам, работающим в Лондонском хакерском пространстве в Хакни (да-да!), сказано: «И эта сфера, и сообщество тех, кто в ней задействован, постоянно растут, как растет способность любителей делать самые удивительные вещи».

С другой стороны, составление универсального набора для манипуляции ДНК с целью изменить гены кого бы то ни было, даже просто нескольких бактерий, может привести к вам в дом оперативную антитеррористическую группу в защитных костюмах, готовую выбить дверь и предъявить ордер на ваш арест и конфискацию вашей домашней лаборатории[176].

Тут есть любопытный поворот. Возможно, такая забота о безопасности ускорит развитие лабораторий, которые открыто действуют в университетских кампусах, а не таятся где-то в глухих кварталах. Биолог-синтетик Джефф Тейбор занимается в Университете Райса (штат Техас) созданием штаммов E. coli, которые когда-нибудь смогут, к примеру, обнаруживать метаболические изменения в кишечнике, откликаясь на них синтезом веществ, способствующих профилактике ожирения. Фантазия? Управление военно-морских исследований США явно считает иначе. Недавно оно выделило грант в размере полумиллиона долларов на поддержку этой работы Тейбора[177].

E. coli, эта неутомимая рабочая лошадка, сейчас является главным объектом для биологов-синтетиков; такие исследования требуется начинать с чего-то широко распространенного и неплохо изученного. Поэтому и работы над возможным приложением подобных изысканий к человеческому организму фокусируются в основном на том, что может сделать одна бактерия, а не на (к примеру) изменении всей структуры микробного населения кишечника. Впрочем, даже работа с одной бактерией порождает некоторые амбициозные идеи. Пока они касаются главным образом применения таких исследований в здравоохранении. Джон Марч из Корнеллского университета предполагает: возможно, мы сумеем добиться, что при необходимости E. coli будет подавать сигналы стволовым клеткам кишечника, чтобы те в процессе созревания превращались в клетки, вырабатывающие инсулин. Это могло бы стать своеобразной компенсацией при уменьшении числа островковых клеток в поджелудочной железе.

Ученый подчеркивает, что принцип здесь используется общеприменимый. Не помешает процитировать сайт его лаборатории, чтобы получить кое-какое представление о размахе амбиций биологов-синтетиков. Марч и его коллеги стремятся «разработать кассеты модульной экспрессии, которые будут реконфигурировать определенные микроорганизмы, чтобы те проводили безопасный и эффективный синтез внутри млекопитающего-хозяина».

И далее: «Мы превращаем энтеробактерии в эффективные клеточные фабрики in vivo[178], откликающиеся на определенного рода молекулярный дисбаланс синтезом необходимого корректирующего вещества-лекарства. Для всех подобных методов клеточной терапии необходимо точное определение содержания молекул, на которые направлено воздействие применяемых микроорганизмов, беспроблемное сосуществование таких микроорганизмов с организмом-хозяином и достаточный уровень регулируемой экспрессии генов». Иными словами, они надеются перестроить бактерии так, чтобы те могли чувствовать, когда внутри у вас что-то не так, вырабатывать нужное лекарство и доставлять его в нужное место, и все это – в одной самоподдерживающейся клеточной упаковке. У вас смелые планы, ребята!

Амбиции ученых могут оказаться еще масштабнее, если расширить определение терапии. Представьте себе нетипичный случай: чей-то кишечный микробиом оказался заселен пивоваренными дрожжами. Результат: «синдром аутоферментации», при котором потребление продуктов, содержащих сахар или крахмал, приводит к интоксикации алкоголем в процессе пищеварения. Сообщается о подобных случаях необычно обильного роста дрожжей внутри человека после приема мощных доз антибиотиков или вследствие подавления иммунной системы. Однако мы уже знаем, что при обработке организмом многих лекарств играет важную роль нормальный микробиом. Может быть, удастся его модифицировать, чтобы он при необходимости не только обрабатывал, но и вырабатывал лекарства? Возможно, первые сторонники такого метода найдут в себе смелость выпить бактериального коктейля, прежде чем отправиться на вечеринку. А прибыв туда, лишь пригубить напитки, которые требуются их новым микробам для того, чтобы ввести хозяина в состояние экстаза. Некоторые уже сейчас с большим энтузиазмом проводят самодеятельные эксперименты, чтобы, не нарушая законов, достичь наркотического опьянения. А представьте, что на рынке появится комбинация вполне легального пребиотика и микроба, который метаболизирует его во что-то более интересное с фармакологической точки зрения. Как власти будут регулировать такие вещи? А ведь подобные изобретения повлекут за собой определенные последствия.

Снаружи внутрь

Для тех, кому не хочется допускать модифицированные бактерии на микробную вечеринку, постоянно проходящую у нас в кишечнике, есть и другие методы. Конечно, полная фекальная трансплантация никогда не взлетит на вершину хит-парада, но возможны способы пересадки биоматериала, не столь трудные в применении. Страдающие хроническими ушными инфекциями могут попробовать пересадить себе немного ушной серы, взятой у более удачливого приятеля. Женщины с вагинальными инфекциями, возможно, не будут возражать против получения вагинальных мазков, взятых у здорового донора. Первая демонстрация родственникам новорожденного может превратиться в настоящий микробиомный праздник, когда семья будет изо всех сил стараться, чтобы все присутствующие как можно больше тискали и обнимали младенца. Особо приветствуется, если вы явитесь на такой праздник с собакой.

Следующий шаг – продукты личной гигиены, которые поддерживают существование нужных бактерий. Уже сейчас разработан кожный аэрозоль, призванный заменить мыло и дезодорант. Его испытывают на себе несколько отважных журналистов[179]. Компания AOBiome, выводящая его на рынок, заявляет, что ее патентованные аммонийокисляющие бактерии «хорошо зарекомендовали себя в клинических испытаниях как косметическое средство для придания человеческой коже большей привлекательности с точки зрения как внешнего вида, так и нашего самоощущения». Месячный запас средства предлагается по цене 99 долларов, но масштабы производства пока слишком малы; на препарат стоит трехмесячная очередь (для заказов из США).

Пойдем еще дальше. Вообразите себе, как в будущем мы станем опрыскивать наши жилища бактериями, а не дезинфектантом; приносить в больницу домашнюю ферментированную пищу, специально предназначенную для выздоровления кого-то из наших близких; перед свиданием мазать за ушами хитроумной смесью бактерий, чтобы резко усилить выработку феромонов нашим телом. Как подсказывает эта картинка микробиомного праздника, будущие сферы применения нашего микробиома станут формироваться под влиянием социальных, а не только научных или технических достижений. Коммерческие соображения тоже внесут свою лепту. Бактериальный спрей для кожи будут рекламировать как средство, помогающее укреплять здоровье всей семьи. Предметы, которых вы часто касаетесь (скажем, руль вашей машины), будут содержать пробиотики, помогающие заботиться о коже; обращайтесь к вашему автодилеру за новой модификацией[180]. Ваш мобильник специально населят нужными вам микробами, предполагает Джессика Грин, специалист по архитектурной среде из Орегонского университета[181].

Какова же будет наша реакция на все? Во многом она будет зависеть от того, как изменится наше отношение к другим аспектам жизни. Некоторые архитекторы-авангардисты и дизайнеры-новаторы уже сейчас радостно экспериментируют с биоматериалами для зданий, причем в самых разных масштабах – от локальных домашних опытов до городского планирования самого широкого размаха[182]. Теоретики вроде Рэчел Армстронг рассуждают о «живой архитектуре», где различные конструкции будут скорее расти, чем строиться. Уже в наши дни проводятся эксперименты с самовосстанавливающимся бетоном, в состав которого включены бактерии, выделяющие известняк. Не исключено, что возможные преимущества таких материалов (экологические, эстетические и даже – кто знает? – иммунные) перевесят нежелание входить в дом, который является не только жилым, но и живым объектом, а значит, в чем-то напоминает нас самих. Может быть, мы станем легче относиться к таким вещам, по-настоящему осознав, что постоянно находимся в микробном взаимодействии со средой? А может быть, те, кто острее почувствуют важное значение своего микробиома, будут с большей настороженностью относиться к встречам с новыми – биоинженерными – материалами, особенно если те «живые»? Неизвестно. Можно лишь гадать.