Мы знаем, что клетчатка полезна для нас и является важной частью нашего рациона. Один из способов получить больше клетчатки в нашем рационе – это принимать пищевые добавки с клетчаткой, и если мы будем принимать добавки с клетчаткой, наш микробиом нас полюбит.
Но действительно ли пищевые добавки с клетчаткой влияют на наш микробиом?? Дело в том, что микробиом у всех разный. У каждого из нас более 100 различных типов бактерий в нашем микробиоме, и бактерии одного человека существенно отличаются от бактерий другого человека. Между людьми, не являющимися родственниками, не более 30% одних и тех же бактериальных штаммов.
Огромное разнообразие бактериальных штаммов, обнаруженных в микробиоме, затрудняет изучение. Чтобы изолировать все бактерии в микробиоме одного человека, может потребоваться два месяца работы, и это еще до того, как будут проводиться какие-либо эксперименты с этими бактериями.
Для решения этой проблемы Лоуренс Дэвид вместе с бывшими сотрудниками лаборатории Дэвида Максом Виллой и Рэйчел Блум разработали экспериментальную платформу под названием MicDrop для культивирования и анализа микробной функции кишечника одновременно для сотен различных микробов. Это позволяет им анализировать десятки видов бактерий в микробиоме человека за один день. "Мы знаем, что микробиом кишечника очень важен для здоровья человека," Блум сказал. "Очень важно иметь способ измерить, как микробиом человека реагирует на лечение – будь то лекарство, пробиотик или пребиотик." Их работа была опубликована в mSystems 30 июня.
Платформа использует пузыри для изоляции бактерий. Чтобы сделать пузыри, они смешивают бактерии с водой и маслом. Это немного похоже на заправку для салата. Когда вы встряхиваете заправку для салата, чтобы масло и вода смешались, вы создаете пузыри, так как вода и масло не смешиваются. В MicDrop эти пузырьки инкапсулируют бактерии. "Потому что пузыри отдельные," Дэвид сказал, "они фактически становятся похожими на маленькие чашки Петри." Затем команда может вырастить бактерии в этих пузырьках и пропустить полученный культуральный материал через секвенатор ДНК, чтобы определить, какие бактерии находятся в пузырьках и сколько.
В качестве доказательства концепции они измерили, насколько хорошо бактерии могут переваривать различные пищевые добавки, доступные в супермаркете. "Мы не знали, как пищевые добавки с клетчаткой повлияют на разных людей," Дэвид сказал. "Мы задавались вопросом, есть ли у всех бактерии, которые могут потреблять добавку, и если да, то много ли у них или мало??"
Они использовали MicDrop, чтобы ответить на этот вопрос. Они дали микробам специально разработанный источник пищи. Размножаются только те микробы, которые могут расти на этой диете. "Затем мы изменили микробную культуральную среду, чтобы увидеть, какие микробы могут разрушить это новое пищевое волокно," Вилла сказала. У каждого из девяти человек, которых они тестировали, были бактерии, которые выглядели так, как будто они могли переваривать добавки, но количество этих бактерий варьировалось.
"Традиционно микрофлюидика использовалась в инженерных лабораториях," Вилла сказала, "но наша методика достаточно проста для более широкой аудитории исследователей."
Последующие исследования будут дополнительно анализировать инструмент, чтобы увидеть, действительно ли он может предсказать, кто лучше всего отреагирует на данную добавку. "То, что я могу вообразить, когда-нибудь, так это возможность взять образцы микробиома человека, проанализировать его во многих продуктах и добавках и использовать это для информирования и помощи в персонализации чьей-то диеты," Дэвид сказал.