Кишечный микробиом и метаболическое здоровье: механизмы и прецизионные методы коррекции

Кишечный микробиом всё чаще рассматривают как ключевой регулятор метаболического здоровья: посредством широкого спектра микробных метаболитов, воздействующих на сигнальные пути организма-хозяина, он влияет на энергетический баланс, чувствительность к инсулину, воспалительный фон и взаимодействие между органами. В этом обзоре обобщены современные представления о механизмах влияния кишечных микробных сообществ на метаболические функции. Особое внимание уделено короткоцепочечным жирным кислотам, передаче сигналов вторичными желчными кислотами, целостности кишечного барьера, иммунной регуляции и оси «микробиота—кишечник—мозг—поджелудочная железа». Также рассмотрены связанные с заболеваниями изменения состава и функций микробиома при ожирении, сахарном диабете 2 типа, метаболически ассоциированной стеатотической болезни печени и метаболическом синдроме; выделены ключевые микробные и метаболические особенности, способствующие метаболическим нарушениям. Данные исследований на моделях без микробиоты, трансплантации фекальной микробиоты и вмешательств на уровне отдельных штаммов указывают на то, что изменения микробной экологии могут причинно влиять на метаболические исходы. Критически оцениваются новые терапевтические стратегии, направленные на микробиом, включая применение целевых пробиотиков и пребиотиков, коррекцию питания и трансплантацию фекальной микробиоты; рассматриваются также факторы, обусловливающие различия в ответе на лечение между пациентами. Кроме того, обсуждается растущее значение мультиомных технологий, моделирования микробного метаболизма и методов машинного обучения для развития прецизионной медицины микробиома. Для объединения этих достижений в общую концепцию предлагается последовательность этапов прецизионного вмешательства: от многомерного профилирования до функциональной стратификации и разработки целевой терапии. Также представлена концептуальная «треугольная модель прецизионного вмешательства в микробиом», призванная объяснить механизмы неоднородности ответа на терапию, направленную на микробиом. В совокупности эти данные позволяют рассматривать кишечный микробиом и как механизм развития метаболических заболеваний, и как поддающуюся коррекции терапевтическую мишень; обозначены ключевые трудности и дальнейшие направления разработки персонализированных методов коррекции метаболических нарушений на основе микробиома.