Определить биологический возраст человека помогут кишечные бактерии

Сообщество кишечных бактерий человека может изменяться под влиянием ряда факторов, например, из-за переезда в другую страну или смены рациона. Но учёным пока мало известно о том, как кишечная микробиота изменяется с течением времени.

Чтобы выяснить это, исследователи из американской биотехнологической компании InSilico Medicine использовали более 3600 образцов кишечных бактерий от 1165 здоровых людей, живущих по всему миру. При этом участников разделили на три возрастных группы: от 20 до 39 лет, от 40 до 59 лет и от 60 до 90 лет.

Для анализа данных учёные создали специальную компьютерную программу и обучили её распознавать 95 различных видов кишечных бактерий и соотносить их количество с возрастом людей. Для обучения использовалось 90% имеющихся в наличии образцов.

Оставшиеся 10% потребовались для тестирования способностей нового искусственного интеллекта. Перед алгоритмом была поставлена задача определить возраст человека на основе анализа его кишечной микробиоты. Оказалось, что искусственный интеллект может сделать это с высокой точностью: погрешность в ответах составила в среднем четыре года.

При этом исследование показало, что из 95 видов бактерий 39 могут служить ориентиром в определении биологического возраста человека.

Так, по мере старения организма число некоторых бактерий в кишечнике возрастает. К таковым относятся, к примеру, микроорганизмы вида Eubacterium hallii, которые регулируют обмен веществ в кишечнике.

Число представителей некоторых других видов, напротив, с возрастом уменьшается. В частности, это бактерии вида Bacteroides vulgatus, которые связаны с воспалительными процессами в пищеварительном тракте, в том числе с язвенным колитом.

Также отмечается, что в кишечнике пожилых людей обнаружилось меньше бактерий вида Campylobacter jejuni. Это возбудители желудочно-кишечной инфекции под названием кампилобактериоз. Он чаще наблюдается у детей. Исследователи полагают, что организм "запоминает" подобные патогены (за это отвечает либо иммунная система, либо сама микробиота) и с годами учится предотвращать их распространение.

Впрочем, пока остаётся неизвестным, могут ли определённые изменения в составе и количестве бактерий сами по себе ускорять или замедлять старение, или же они являются "побочным эффектом" возрастных изменений.

С одной стороны, кишечные бактерии контролируют множество систем организма – от генов до иммунитета. С другой, изменение их состава напрямую зависит от образа жизни и повседневных привычек людей – питания, сна, физической активности. С возрастом привычки изменяются, что отражается и на составе кишечной микробиоты.

В дальнейшем авторы работы намерены выяснить, возможно ли по составу кишечных бактерий определить, насколько быстро или медленно стареет человек (ведь биологический возраст может не совпадать с возрастом по паспорту).

Есть и другие направления для будущих исследований. Известно, что на состав микробиоты может влиять, к примеру, употребление алкоголя, антибиотиков и пробиотиков. Учёным интересно узнать, как изменения, вызванные подобными факторами, коррелируют с возрастными.

Кроме того, некоторые опасные старческие болезни, как было показано ранее, могут зарождаться в кишечнике. Поэтому в будущих работах можно будет сравнить "бактериальные" изменения пациентов и здоровых людей, чтобы получить новые данные о природе таких заболеваний.

Не исключено, что в скором времени "старение микробиоты" станет новым биомаркером для определения максимально точного биологического возраста людей, наряду с измерением длины теломер и другими тестами, заключают авторы исследования.

С препринтом научной статьи по итогам этой работы можно ознакомиться на сайте bioRxiv.