Современные представления о про-/эукариотических взаимодействиях организма человека — основа создания нового поколения пробиотических препаратов

Полный текст

Введение

Человек является многоклеточным эукарио­том, который сформировался в мире бактерий, су­ществовавших задолго до его появления. Филоге­нетически эволюционирующая иммунная система сталкивалась с бактериальными сигналами сотни миллионов лет, приспосабливалась реагировать на них, поэтому формирование и коррекция структуры симбиотической микробиоты в настоящее время ак­тивно изучается.

Несмотря на обилие и многообразие инфор­мации по формированию и коррекции структуры симбиотической микробиоты, работы, проводимые в этой области, носят разрозненный характер. С од­ной стороны, это свидетельствует о том, что для большинства авторов восприятие проблемы не вы­шло за рамки первоначального накопления инфор­мации с оценкой данных с позиций традиционно упрощенных («инфекционных», антагонистиче­ских) представлений. С другой — разнообразие об­суждаемых «дисбиозассоциированных» патологи­ческих состояний поднимает вопрос об общепато­логическом значении симбиотической микробиоты в формировании заболеваемости у человека и роли коррекции дисбиоза в комплексной терапии.

Однако признание важной роли дисбиоза в раз­витии патологических состояний у человека само по себе еще не решает никаких проблем. По наше­му мнению, первопричиной сложившейся противо­речивой ситуации являются упрощенные (искажен­ные) представления о взаимодействии собственно организма хозяина и его микробиоты с разделением единой про-/эукариотической системы целостного организма на два персонифицированных, часто ан­тагонистичных субъекта.

Формирование адекватных представлений о про-/эукариотических взаимодействиях является важной практической задачей настоящего момента, позволит выявить роль микробиоты среди причин и механизмов развития патологического состояния, наметить комплекс возможных терапевтических подходов с определением необходимых характери­стик лекарственных средств, способов их производ­ства и применения.

Влияние регуляторных процессов хозяина на структурно-функциональное состояние симбиотической микрофлоры

Первый шаг к обобщающему взгляду на про­блему про-/эукариотических взаимодействий ор­ганизма человека сделан акад. О.В. Бухариным с соавт. [1], предложившими концепцию «ассоциа­тивного симбиоза» (АС). «АС представляет собой многокомпонентную интегральную систему, вклю­чающую хозяина в качестве макропартнера, ста­бильный доминантный микросимбионт и ассоции­рованные микросимбионты с разнонаправленными воздействиями, определяющими формирование, стабильность существования и продуктивность симбиоза в целом» [1]. Концепция АС постулиру­ет тесную взаимосвязь между микро- и макросим­бионтами без достаточной детализации, что затруд­няет ее полноценное практическое использование.

Расширяя и конкретизируя положения АС, но уже с учетом динамических превращений, кото­рым подвержены как прокариотические, так и эу­кариотические элементы системы, было предложе­но положение о про-/эукариотическом химеризме организма человека. «Взаимное функциональное проникновение систем цитокинов и QS-медиаторов позволяет рассматривать микробиоценоз как экс­тракорпоральную, цитокиноподобную, негенетиче­ски наследуемую регуляторную систему организма носителя, а целостный организм человека как про-/ эукариотическую химеру, приближая, по сути, ме­тоды бактериотерапии к методам цитокиновой и клеточной терапии» [2].

Данное положение сформулировано на ос­нове опыта клинического использования препа­ратов пробиотиков и цитокинов, подтвердившего схожий, взаимопотенцирующий результат при те­рапевтическом применении этих препаратов [3]. В последующем приведенное положение получило прямое подтверждение. В серии работ [4][5][6][7] была продемонстрирована способность микроорганиз­мов (МО) продуцировать широкий спектр цитокиноподобных медиаторов в количествах, сопоста­вимых с продукцией цитокинов клетками крови человека. Добавление в культуральную среду бак­терий синтетического аналога гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора стимулировало продукцию цитокиноподобных агентов МО [7]. Авторы используют термин «цитокиноподобные агенты», поскольку их структурная идентичность цитокинам не установлена, однако определение возможно с помощью стандартных тест-систем, предназначенных для определения цитокинов.

Выявленные обстоятельства не только расши­ряют наши представления о про-/эукариотических взаимоотношениях в целостном организме и объ­ясняют многообразие терапевтических эффектов пробиотиков, но и имеют, как нам кажется, боль­шое практическое значение при разработке пробио­тических препаратов, обусловливая возможность и необходимость модулирования функциональной активности пробиотических свойств.

С обобщенных позиций целостный организм человека можно рассматривать как функциональ­ную химеру (по принятой в западной литературе терминологии — «метаорганизм»), состоящую из двух по сути равноценных подсистем, организо­ванных по схожему принципу (ауто-/паракринная сетевая регуляция на уровне межклеточных и межбактериальных взаимодействий) и обладающих схожим «языком» коммуникаций, с неизбежным и закономерным за счет структурно-функциональ­ного (филогенетического) родства перекрестным взаимодействием. Изменения в одной из подсистем неизбежно порождают изменения в другой, что да­ет право говорить о наличии в организме челове­ка единой двунаправленной регуляторной системы микробиоценоз-цитокины-гормоны (МЦГ).

Например, дисбаланс микробиоты рассматри­вается как причина или предрасполагающий фактор сахарного диабета 1-го типа (СД1) и метаболиче­ского синдрома (ожирение, атеросклероз, гиперто­ния, сахарный диабет 2-го типа) [8], а недостаточно контролируемая гормонотерапия — как патогенети­ческий фактор вторичного гормонобусловленного дисбиоза [9].

Участие регуляторной системы МЦГ широко проявляется в клинической практике, в переломные моменты онтогенеза, при гормональной перестрой­ке, связанной с беременностью: стресс с развити­ем постстрессорного дисбиоза и постстрессорного синдрома, дисбиоз беременных с развитием ослож­ненной беременности, дисбиоз пожилого возраста с развитием возрастной патологии, негативные или позитивные изменения при половом созревании в подростковом возрасте. Процесс запускается есте­ственными изменениями гормонального фона ма­кропартнера, но клинические изменения обуслов­лены перестройками в системе микросимбионтов. «Изменения состава нормальной микрофлоры, на­рушения системы иммунитета и симптомы заболе­вания должны рассматриваться в их сочетании..., так как ведущую роль играет состояние иммуноло­гической реактивности макроорганизма, а не виру­лентность возбудителя» [10].

Однако подобная реакция развивается не у всех, а негативный или позитивный сценарий пре­допределяется задолго до клинической манифеста­ции и связан с формированием микробиоценоза в перинатальном возрасте (перинатальное програм­мирование), происходящим под влиянием материн­ской микрофлоры [11]. По нашему мнению, акти­вация роста условно-патогенной флоры, сопряжен­ная с манифестацией заболевания и определяющая его развитие, является результатом нейро-цитокино-гормональных изменений, происходящих в ус­ловиях стресса (в том числе инфекционного) или естественного изменения гормонального статуса (беременность, старение, половое созревание), с ак­тивацией условно патогенной флоры как депрессив­ного (до поры скрытого) компонента микробиоце­ноза, сформировавшегося, однако, в перинатальном возрасте. Отсюда негенетическая наследуемость (т.е. контактная передача от матери) предрасполо­женности к патологическому процессу, «програм­мируемые» в младенчестве предпосылки патологии зрелого возраста.

Тесная зависимость микробиоты от обменных процессов носителя позволяет использовать неожи­данные, на первый взгляд, подходы в терапии и про­филактике инфекционно-воспалительных заболева­ний. Например, применение тестостерона в терапии простатита позволяет восстановить микрофлору мочеполовой сферы и купировать воспалительные проявления без использования антибиотиков [12], или применение синтетического аналога природно­го иммуномодулятора и адаптогена тафцина («Селанк») для профилактики постстрессорных, в том числе дисбиотических [13], нарушений.

Модели обменных (гормонобусловленных) дисбиозов особенно подчеркивают значимую роль регуляторных процессов хозяина в формировании и поддержании дисбиотических сдвигов, именно регуляторные процессы хозяина запускают и под­держивают их с формированием порочного круга: обменно-регуляторные сдвиги — дисбиоз — усу­губление обменно-регуляторных нарушений с раз­витием дисбиозассоциированных патологических состояний.

Таким образом, сам организм хозяина (его ре­гуляторные процессы), формируя порочный круг, становится активным препятствием для восста­новления нормальной микрофлоры. Применение на этом фоне пробиотических препаратов с низкой метаболической активностью (лиофилизированные бактериальные препараты) заведомо малоэффек­тивно. Это наводит на мысль, что для успешного использования пробиотических средств, вырабаты­ваемых на основе музейных (фармакологических) штаммов, необходима предшествующая функцио­нальная реабилитация, повышающая их метаболи­ческую активность и адаптацию к условиям суще­ствования в целостном организме (см. ниже).

«Изменения в составе микрофлоры слизистых происходят значительно раньше, чем проявляются клинические симптомы, поэтому их можно считать предвестниками обусловленных условно-патоген­ной микрофлорой патологических процессов» [10]. В чем причина паузы между формированием кишечного дисбиоза и манифестацией его клиниче­ских проявлений?

Наиболее ярко процессы про-/эукариотического химеризма проявляются на модели эндогенного микробиоценоза, в которой в наибольшей мере вы­ражена степень сродства про- и эукариотического элементов единой системы целостного организма, взаимные влияния симбиотической микрофлоры и организма хозяина.

Обсуждение проблемы дисбиоза у человека, как правило, сводится к оценке качественного и количественного состава микрофлоры в естествен­ных полостях организма. Многие авторы продол­жают придерживаться положения о стерильности внутренней среды организма человека. В то же время у растений общепринято деление сапрофит­ной микрофлоры на экзо- и эндофитную (экзо- и эндогенную). А у человека это не так? Тогда отку­да признанные проблемы образования биопленок на эндопротезах, выявления МО в атерогенных бляшках, внутриклеточной персистенции инфек­ционных агентов и пр.? При этом перечень МО, способных к внутриклеточной персистенции, рас­ширяется с каждым годом. Роль эндогенной флоры обсуждается при наличии явного инфекционного и инфекционно-воспалительного процессов. А если формируется иммунологическая толерантность или иммунологическая гипореактивность, а воспали­тельная реакция в силу этого слабо выражена или отсутствует — значит, эндогенной флоры нет? Маловероятно.

Основной успех в изучении эндогенной ми­крофлоры и связанных с этим явлений достигнут в растениеводстве. Способность растений к веге­тативному размножению порождает соблазн мно­гократного тиражирования экономически наиболее продуктивных особей, при этом размножение воз­можно не только отдельными органами, но и не­большими фрагментами тканей (экспланты). Одна­ко оказалось, что негативная роль эндогенной (эн­дофитной) микрофлоры может являться серьезным препятствием для широкого использования метода клонирования.

Относительно низкая требовательность рас­тительных клеток к условиям культивирования, их высокий регенеративный потенциал, способность к многократному пассированию эксплантов позволи­ли создать достаточно информативную модель для выявления и изучения эндогенной микробиоты, ее функциональных особенностей, роли в формиро­вании фенотипа хозяина. Подобные модели на ос­нове клеток животных и человека пока не созданы. Однако в литературе подчеркивается лишь относи­тельная правомерность исторического деления на микрофлору человека, животных и растений [14][15], поскольку показана способность одних и тех же патогенных бактерий персистировать как в орга­низме человека, так и в растениях [14] и, напротив, способность одних и тех же пробиотических МО оказывать защитный эффект на организмы челове­ка, животных и растений в отношении патогенных воздействий (многочисленные препараты на основе Bacillus subtilis). Столь же условно с позиций общей биологии деление моделей на растительные и жи­вотные, поэтому фитомодель эндогенного микро­биоценоза привлекает внимание не только фитобио­логов, но и представителей других биологических и медико-биологических специальностей.

Препятствием для выявления и изучения эн­догенных МО методами классической микробио­логии является их существование во внутренней среде хозяина в виде некультивируемых форм. Долгое время было принято считать, что образо­вание некультивируемых форм бактерий связано с воздействием травмирующих факторов. Послед­ние данные демонстрируют однобокость этого мнения. Становясь элементом единой про-/эукариотической системы, МО естественным образом подчиняются ее законам, по которым автономный, неконтролируемый рост недопустим. Обратимо утрачивая способность к пролиферации (автоном­ному росту), эндогенные МО приобретают спо­собность эффективно функционировать в рамках гетерогенной про-/эукариотической системы, вли­яя на обменные процессы хозяина, участвуя в фор­мировании его фенотипических характеристик, в значительной мере определяя устойчивость ма­кроорганизма к инфекционным воздействиям [16]. В последнем случае защитный эффект реализуется не только через реакции прямого антагонизма, но и через активацию защитных механизмов самого хозяина [17]. В этом контексте пробиотическую функцию МО следует рассматривать как функци­ональное, неконститутивное состояние, формиру­ющееся только в условиях целостного организма и под воздействием регуляторных сигналов хозяина. Вне регуляторных воздействий хозяина (музейное содержание вне системы) пробиотическая функ­ция за ненадобностью, видимо, снижается. Эти обстоятельства необходимо учитывать при разра­ботке пробиотических средств.

Предположим, что внутрисредовая и внутри­клеточная персистенция МО, являясь общебиоло­гическим состоянием для многоклеточных эукари­от, — это нормальная, естественная составляющая про-/эукариотических систем (метаорганизмов). Она имеет большое практическое значение в меди­цине не только для формирования фенотипических характеристик хозяина (физическое благополучие/ неблагополучие), но и для определения сроков кор­ригирующих мероприятий и, пусть это покажется неожиданным, для формирования методологиче­ских, в перспективе и методических, основ разра­ботки пробиотических средств. Эндогенный ми­кробиоценоз в контексте настоящей статьи — это модель для выявления механизмов регуляции функ­циональной активности МО, изучаемая с целью ис­пользования выявленных механизмов для модуля­ции функциональной активности пробиотических бактерий и создания природоподобных технологий разработки пробиотических лечебных средств.

Возникает вопрос: имеет ли значение, какие МО представлены в эндогенном пуле? Понятно, что конечные эффекты эндогенной микрофлоры обу­словлены видовой принадлежностью МО — напри­мер, зависимость повышения или снижения жизне­способности растительных эксплантов в культуре от видового состава эндогенной микрофлоры [15].

В случае изменения регуляторных процессов хозяина, при доминировании условно-патогенной флоры в микробиоценозе и у человека [10], и у рас­тений [15] происходит функциональная активация патогенного начала условно-патогенных МО, вос­станавливается способность бактерий к культиви­рованию (автономному существованию) [18].

Естественным источником эндогенного пула у человека служат, прежде всего, МО естественных полостей. Например, считается, что причиной эн­догенных бактериальных инфекций является гема­тогенный занос микрофлоры слизистых в органы внутренней среды [19].

Эти рассуждения указывают на необходимость, во-первых, деления дисбиоза на экзо- и эндогенную составляющие и, во-вторых, проведения корриги­рующей дисбиоз терапии с учетом не только ми­крофлоры полостей, но и эндогенной компоненты. Необходимо учитывать, что кишечная (экзогенная) микрофлора более доступна для корригирующих мероприятий по сравнению с эндогенной, отсюда отсроченность эффектов дисбиозкорригирующей терапии [9] — обратная параллель с формировани­ем кишечного дисбиоза и отмеченной выше отсро- ченностью его клинических проявлений.

Учет эндогенной компоненты проявляется, прежде всего, в определении сроков проводимых мероприятий, позволяющих добиться «физиоло­гической» санации, т.е. естественной смены кле­точной популяции — резервуара внутриклеточных микробиологических агентов. Более эффективных методов внутриклеточной санации на настоящий момент не разработано.

В различных областях медицины можно стол­кнуться с любопытными параллелями: пробиотикотерапия, проводимая свыше 6 мес, приводит к обратному развитию поздних осложнений у детей с СД1 [9]; через 6 мес после трансплантации поч­ки резко снижается вероятность отторжения органа [20]; критическим возрастом у детей с тяжелыми врожденными уродствами считается возраст 6 мес, если ребенок преодолевает этот порог — положи­тельный прогноз выживания повышается [21]. В приведенных случаях эффект обусловлен сменой клеточной популяции с «физиологической» санаци­ей, как при СД1, или с формированием трансплан­тационного химеризма, т.е. с постепенной заменой в трансплантате клеток донора на клетки реципи­ента со снижением иммуногенности и вероятности отторжения трансплантата. Сама повторяемость срока указывает на его функциональное значение, зависимость клинической эффективности пробиотикотерапии от физиологических процессов но­сителя. По нашему мнению, при проведении про- биотикотерапии срок 6 мес следует рассматривать как минимально необходимый, но в каждом случае этот вопрос должен решаться, исходя из индиви­дуальных и нозологических особенностей пациен­та и особенностей используемых пробиотических средств.

В необходимости длительной пробиотикоте- рапии, разновидности антибактериальной терапии, нет ничего необычного или неожиданного. Дли­тельные курсы антибиотиков с достаточной эффек­тивностью показали себя при тяжелых инфекцион­ных и инфекционно-воспалительных заболеваниях: туберкулезе, лепре, ревматизме и др. В основе дли­тельной антибиотикотерапии лежат те же принци­пы, что и при длительной пробиотикотерапии, но пробиотики имеют ряд преимуществ: возможность длительного неосложненного применения, занятие экологических ниш с профилактикой эндогенного реинфецирования, системный общетерапевтиче­ский эффект.

Отсутствие (несформированность) целостной идеологии и методологии проблемы нормоценоза/ дисбиоза и про-/эукариотических взаимодействий является первопричиной, формирующей комплекс проблем, затрудняя не только разработку эффектив­ных лечебных средств, но и клиническое использо­вание этого направления в целом. В конце концов, пробиотики — это инструмент, который необходи­мо не только уметь «настраивать», но которым надо уметь пользоваться.

Под дисбиозом понимают нарушения микро­биологического пейзажа естественных полостей организма человека и кожи, т.е. в основу положен микробиологический подход, не учитывающий ро­ли носителя. При клиническом рассмотрении этого вопроса и в соответствии с доминирующим принци­пом организации здравоохранения (нозологический принцип) общемедицинская проблема (микробиоценоз/дисбиоз) оказалась разделена на «сферы вли­яния» между гастроэнтерологами, стоматологами, дерматологами и пр. Узкие специалисты пытаются решать общепатологическую и даже общебиологи­ческую проблему (общую для всех многоклеточных эукариот) с позиций своего узкоспециального под­хода, ограничивая представления о клинических проявлениях дисбиоза только областью своих профессиональных интересов. Для таких специалис­тов, как гематологи, эндокринологи и пр., которым «не досталось естественных полостей», если толь­ко они не проявляют личной инициативы, клиниче­ская проблема дисбиоза отсутствует.

На настоящем этапе произошло невольное разделение понятия «дисбиоз» на микробиологи­ческое состояние и клиническое. Диагностикой и выработкой рекомендаций по коррекции дисбиоза как микробиологического состояния занимаются микробиологи, а как клинического — врачи узких специальностей. При этом первые не видят резуль­татов воздействия микробиоценоза на носителя, не знают специфики конкретного заболевания, не учитывают роли носителя в формировании дисбиоза, а вторые, в силу узконаправленной подготовки, не способны в полной мере оценить системность причинно-следственных процессов, приведших к развитию конкретного клинического состояния. В результате и у тех, и у других возникает недопо­нимание важности проблематики. Для успешного решения проблемы дисбиоза нужны специалисты, способные преодолеть этот разрыв.

Состояние АС, в клиническом контексте этого явления, — является переменным и складывается не только из текущих микробиологических харак­теристик, из позитивных и негативных влияний микробиоценоза на носителя, но и из текущей спо­собности носителя реагировать на негативные и позитивные влияния микросимбионтов. Без восста­новления обменных процессов, их энергообеспе­ченности рассчитывать на эффективность реаби­литационных мероприятий нельзя. Использование средств нормализации обменно-регуляторных про­цессов носителя — составной элемент купирования дисбиоза как клинического состояния. Поэтому в клинической практике для достижения лучше­го результата необходимо рассматривать организм человека как целостную про-/эукариотическую си­стему и корригировать не только микробиоценоз, но всю систему АС в целом. В реальной практике, при использовании комплексного подхода, так и происходит, но опора на адекватную методологию позволяет более осознанно и эффективно приме­нять комплексный инструментарий, существенно расширить его перечень.

Клиническое (не путать с микробиологиче­ским) состояние дисбиоза в самом общем виде, с позиций общей патологии — это, прежде всего, нарушение обменно-регуляторных процессов носи­теля (дисфункция цитокиноподобной регуляторной системы), инициация состояния тканевой гипоксии. Нозологические формы процесс приобретает под действием дополнительных условий: исходный ми­кробиологический спектр в сочетании с внешним микробиологическим воздействием («микросим- биоценоз» по О.В. Бухарину [22]), индивидуальная иммунореактивность (толерантность), генетиче­ские особенности, бытовые привычки и пр. Кон­кретные клинические проявления — это, по сути, отражение сиюминутного состояния АС (состояния про-/эукариотического химеризма) конкретного индивида, т.е. клинические проявления дисбиоза обусловлены множеством переменных, микробио­логическая переменная — лишь одна из них. От­сюда сложность диагностики (прогнозирования) клинических проявлений только по микробиоло­гическим показателям, невозможность моделиро­вания процесса, т.е. невозможность использования современного понятийного микробиологического инструментария для моделирования и коррекции процессов, формирующих АС.

Положение о регуляторной системе МЦГ по­зволяет рассматривать текущее состояние индиви­да как интегральное отражение функционального состояния системы АС, использовать двунаправ­ленный, взаимопотенцирующий подход (т.е. одно­временное воздействие как на прокариотический, так и на эукариотический элементы) в коррекции состояния системы.

Приведенные рассуждения приобретают смысл только при наличии в арсенале врача эффек­тивных средств коррекции микробиоценоза.

Постулированная равноценность подсистем в АС повышает биологическое значение микрофлоры в обеспечении процессов жизнедеятельности носи­теля, позволяет предположить ведущую роль дис- биоза в развитии как приобретенной, так и врожден­ной патологии человека, обоснованно расширяет спектр терапевтических подходов, закономерно актуализирует проблему разработки эффективных пробиотических средств и формирует методологи­ческую основу для разрешения этой проблемы.

Использование природоподобных технологий для создания лечебных пробиотических средств

Модель эндогенного микробиоценоза указы­вает на возможность существования симбионтных микроорганизмов в двух формах: в форме свободноживущих (независимых от хозяина) бактерий и бактериальных ассоциаций и в форме тесной ас­социации с организмом хозяина. Оба способа су­ществования формируются под влиянием текущих внешних условий, могут переходить друг в друга, сопровождаются функциональными, физиологиче­скими, генетическими, иногда морфологическими изменениями МО [23]. МО, обитающие в кишеч­нике человека, играя роль камбиальной популяции для восполнения эндогенной микробиоты, нахо­дятся, вероятно, в промежуточном состоянии, т.е. не утратили в полной мере связи с регуляторными процессами хозяина, но обладают способностью к свободному росту.

Изначально многие пробиотические МО были выделены из кишечника человека, однако длитель­ное культивирование МО в лабораторных условиях приводит к переходу бактерий в состояние, харак­терное для свободноживущих форм, с возможным снижением пробиотической активности. При раз­работке пробиотических препаратов необходимо учитывать, что свободноживущие формы не имеют возможности для функциональной реверсии в орга­низме больного из-за блокирующих регуляторных воздействий самого человека, отсюда недостаточ­ная клиническая эффективность существующих пробиотиков. Поэтому функциональную реабили­тацию (реверсию) необходимо проводить на этапе культивирования производственных штаммов.

На ту же зависимость функциональных прояв­лений симбиотических МО от условий обитания, но на примере условно-патогенной микрофлоры, указывают и другие авторы: «Экспрессия генов, определяющих вирулентность, не является консти­тутивной. Гены вирулентности «выключаются» при переходе микроорганизма во внешнюю среду и «включаются» в организме хозяина» [10].

Формирование единой про-/эукариотической системы возможно только при условии единого языка коммуникаций, т.е. наличии языка взаимо­действия, понятного обеим сторонам. В качестве такого языка может выступать система регулятор­ных пептидов. Способность влиять на ростовые и функциональные свойства МО показана для факто­ра некроза опухоли, интерлейкинов-2, -6, эмбрио­нальной сыворотки, антибактериальных пептидов [24][25]. В последнем случае подчеркивается, что антибактериальный эффект проявляется только при завышенных концентрациях агента, а при физио­логических концентрациях эффект «антибактери­альных» пептидов ограничивается регуляторными воздействиями [26].

Пептидная регуляция является по меньшей мере одним из механизмов, посредством которых организм хозяина воздействует на функцию микро­биоты. Познание и использование данного меха­низма, варьируя комплекс регуляторных пептидов, позволит, по нашему мнению, получать пробиоти­ческие препараты с заданной функциональной ак­тивностью. В этом положении заключены возмож­ные методические нюансы, которые необходимо учитывать при разработке и производстве пробио­тических препаратов.

Филогенетическое родство в организации про- и эукариотических систем проявляется на различ­ных моделях. Предполагают, что прокариоты для амплификации генома, дифференцировки и роста клеток используют ту же стратегию, что и эукари­оты [23]. Показана способность МО продуцировать регуляторные агенты, схожие с таковыми у эука­риот [2][27]. Сродство процессов, протекающих в про- и эукариотических элементах системы, застав­ляет предположить, по аналогии с эукариотами, за­висимость функциональной активности бактерий от возраста культуры: суммарный пробиотический (терапевтический) эффект культуры МО (пробио­тического препарата), спектр продуцируемых МО агентов и, соответственно, характер терапевтиче­ского воздействия будут зависеть от функциональ­ной «зрелости» культуры МО. У эукариот подобная зависимость регуляторного спектра от «зрелости» процесса показана неоднократно и на различных моделях [28], вероятно, являясь общей закономерно­стью для доклеточных и клеточных сообществ.

В естественных условиях регуляторные аген­ты пептидной природы образуются при гидролизе крупных молекул-предшественников, т.е. являются естественными (природными) гидролизатами. Эта закономерность позволяет надеяться, что использо­вание контролируемого гидролиза с подбором про- теолитических агентов, исходного субстрата, необходимых условий реакции, с контролем и стандар­тизацией регуляторной активности образующихся агентов позволит получить материал с необходи­мыми характеристиками для применения в качестве основы культуральных сред при выращивании про­биотических культур.

Возможно возражение: белковые гидролизаты давно и активно используются в микробиологии. Да, это так. Однако, замыкаясь в рамках традици­онных представлений, микробиологи не учитывали возможную регуляторную роль пептидных молекул гидролизата, рассматривая его только как источник азотистого питания, с оценкой результатов с пози­ций нутрициологии. Кроме того, при подготовке культуральных сред традиционно широко исполь­зуется высокотемпературная стерилизация, при­водящая к возможной инактивации регуляторных пептидов. Этот факт требует дальнейшего осмыс­ления и изучения, как и ситуация, предполагающая учет способности МО реализовывать свои функции не в прямых, а в опосредованных через организм хозяина процессах.

Заключение

Положение об АС (метаорганизме) изменяет методологию разработки пробиотических препара­тов: для инициации пробиотической функции усло­вия культивирования пробиотических МО должны воспроизводить условия целостной про-/эукариотической системы, а оценку терапевтической эф­фективности необходимо проводить не только по антагонистической активности in vitro и способно­сти влиять на микробиологический пейзаж in vivo, но и по суммарной клинической эффективности в соответствии с критериями тяжести основного за­болевания. Клинико-экспериментальные модели очень трудоемки и продолжительны, а потому плохо подходят для оперативного решения задач. В этой связи чрезвычайно важной задачей становится вы­явление критерия, определяемого in vitro, но по­зволяющего прогнозировать терапевтическую эф­фективность пробиотического препарата в услови­ях целостного организма. Таким критерием может послужить способность МО синтезировать систе­мообразующие медиаторы (цитокины и лектины), чья важная роль отмечена для функционирования как прокариотических, так и эукариотических си­стем [5][27]. Кроме того, нельзя не учитывать зави­симость уровня продукции этих медиаторов от ус­ловий обитания с заметным снижением у музейных штаммов [5][29].

Обобщение представленных данных позво­ляет заключить, что пробиотическая функция МО не является конститутивной, формируется только в условиях целостного организма и находится под контролем регуляторных процессов хозяина. Это ключевое обстоятельство необходимо учитывать при разработке пробиотических средств.

Об авторах

Наталья Александровна Михайлова

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6652-2093
д.м.н., проф., зав. лаб. протективных антигенов, зам. директора Россия

Дмитрий Анатольевич Воеводин

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: voevodin@instmech.ru
ORCID iD: 0000-0002-2595-9168
к.м.н., в.н.с. лаб. протективных антигенов Россия

Сергей Александрович Лазарев

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова»

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-3206-6015
м.н.с. лаб. протективных антигенов Россия

Список литературы

Дополнительные файлы