В нашем кишечнике обитают миллиарды бактерий, совокупность которых известна как кишечный микробиом. Хотя можно с уверенностью сказать, что эти живые организмы важны для нас, до сих пор не известно, как должен выглядеть здоровый кишечный микробиом и как он меняется со временем.

Результаты новой работы, доступные на сайте BioRxiv.org, дополняют множество других исследований, которые предполагают, что кишечник человека может служить биологическими часами, способными точно определить биологический возраст.

Мы знаем, что кишечник человека адаптируется и изменяется в несколько этапов, однако исследователям пока не удалось определить, прогрессирует ли микробиом кишечника обычного взрослого или же остается неизменным на протяжении жизни. Это, безусловно, имело бы смысл, если бы процесс старения приводил к постепенным изменениям в кишечнике, но до сих пор любые возрастные прогнозы, основанные на этой информации, были довольно неясными. Например, предыдущая модель была всего на 10–15 процентов лучше при определении возраста кишечной флоры, чем абсолютно случайное предположение. Новый метод гораздо более точен, уверяют ученые.

Чтобы выяснить, как микробиом меняется со временем, исследователи из компании InSilico Medicine изучили 3663 образца кишечных бактерий у 1165 здоровых людей в возрасте от 20 до 90 лет. Около трети данных поступало от возрастной группы от 20 до 39 лет, треть — от возрастной группы от 40 до 59 лет, еще треть — от 60 до 90 лет. Команда применила нейронную сеть на 90 процентах этих данных, чтобы увидеть, может ли этот тип машинного обучения в итоге предсказать возраст донора. По завершении обучения алгоритм был проверен. Когда программу попросили предсказать возраст оставшихся 10 процентов, она смогла точно определить чей-либо возраст с погрешностью всего в четыре года. Помимо этого, из 95 исследованных видов алгоритм также выделил 39 видов кишечных бактерий, которые были наиболее важными в прогнозировании возраста.

Как ни странно, возраст человека оказался не связан с количеством вредных или полезных бактерий, присутствующих в кишечнике. Например, известно, что кампилобактериоз — желудочно-кишечная инфекция, обычно вызываемая C. jejuni — чаще поражает детей, в то время как, согласно полученным данным, пожилые люди с большей вероятностью сталкивались с этой проблемой.

«У пожилых людей количество этих бактерий ниже, поскольку они с большей вероятностью сохраняют память о предыдущем воздействии C. Jejuni — либо в их иммунной системе, либо в составе микробиоты — и могут эффективно предотвращать его распространение. Между тем молодые люди еще не разработали средства противодействия C. Jejuni, поэтому он сильнее распространен в этом возрасте», — объясняют авторы в своей статье.

По словам исследователей, дальнейшее исследование определенных 39 видов бактерий необходимо, чтобы лучше понять процесс старения человека и его связь с микробиомом кишечника. Авторы надеются, что, если их метод будет подтвержден, он может помочь создать более точную картину истинного биологического возраста человека при его жизни, что, возможно, приведет к успехам в персонализированной медицине.