Как микробы управляют нами

Лифт наконец приехал, и я пошел вслед за Гордоном, студентками и термосом с замороженными фекалиями. Мы вошли в большую комнату – там рядами стояли герметичные камеры из прозрачного пластика. Среда в этих камерах, пожалуй, одна из самых странных на свете – там совершенно нет бактерий, только мыши. В камерах есть все, что им нужно: корм, питьевая вода, солома для гнездышек и домик из пенопласта, где две мышки могут уединиться. Исследователи, работающие под руководством Гордона, стерилизуют все это облучением и кладут в специальные цилиндры. Их кипятят при высокой температуре и давлении, а потом отправляют в камеру через специальные окошки в задней стенке. Для этого используются соединительные рукава – их, конечно, тоже стерилизуют. Над всем этим приходится попотеть, но только при таких условиях мыши рождаются и живут, никак не пересекаясь с микробами. По-научному это называется «гнотобиоз» – от греческого «известная жизнь». Мы точно знаем, что именно живет в этих мышах, точнее, что в них вообще ничего не живет. Каждая из этих мышей – в отличие от всех остальных грызунов на планете – всего лишь мышь. Пустой сосуд. Незакрашенный силуэт. Экосистема, состоящая из одного существа. Ни единого множества эти мыши не вмещают[186].

К каждой камере через окошки прикреплены черные резиновые перчатки. С их помощью исследователи могут взаимодействовать с тем, что находится в камере. Перчатки очень толстые – я засунул в них руки и тут же вспотел. Я кое-как поднял одну мышку за хвостик. Зверек с белым мехом и розовыми глазками уютно расположился у меня на ладони. Это было странное ощущение: я держал животное лишь с помощью двух резиновых штуковин, выпячивавшихся в его герметичный мирок. Мышь сидела у меня на руке, но при этом была отделена от меня. Погладив панголина Бабу, я обменялся с ним микробами. Погладив эту мышку, я не обменялся с ней ничем.

Сейчас подобных стерильных лабораторий в мире десятки. Установленное в них оборудование – мощнейший инструмент для понимания того, как работает микробиом. Однако в 1940-х, когда изолированные камеры были разработаны, и десять лет спустя, когда их доработали, популярностью они не пользовались[187]. Стерильные мыши были не востребованы. А вот Гордон понял, что для его исследований эти камеры – как раз то, что нужно. Он мог вводить определенных микробов в организмы этих грызунов и полностью определять их рацион, а потом повторять это снова и снова в контролируемых и воспроизводимых условиях. У него появилась возможность превращать мышей в живые биореакторы, в которых вместо запутанного микробиома можно было наблюдать отдельные, легко управляемые его части.

В 2004 году специалисты из группы Гордона провели на стерильных грызунах эксперимент, определивший дальнейшую судьбу всей лаборатории[188]. В организмы мышей без бактерий ввели микробов из кишечников обычных мышей. Обычно они ели столько, сколько хотели, и не набирали вес, но с появлением первопроходцев в их кишечниках все изменилось. Больше есть они не стали – даже, возможно, ели немного меньше, – но теперь большая часть пищи превращалась в жир, так что грызуны начали толстеть. Мыши, разумеется, сильно отличаются от людей, но строение их организма в какой-то степени похоже на человеческое, так что ученые имеют возможность использовать их для исследований – от испытаний лекарств до изучения строения головного мозга. К мышиным микробам это тоже относится. Гордон сделал вывод, что, если эти ранние результаты применимы и к людям, наши микробы наверняка оказывают влияние на то, какие питательные вещества мы получаем из пищи, и, соответственно, на наш вес. Наконец-то у ученых появилась сочная, увлекательная и важная для медицины область, за которую можно было ухватиться зубами научной мудрости.

Вскоре они выяснили, что в кишечниках людей (и мышей) с ожирением обитают другие сообщества микробов[189]. Прежде всего, разница была в соотношении двух главных групп кишечных бактерий – Firmicutes и Bacteroidetes. Первых в кишечниках людей с ожирением было больше, а вторых – меньше, чем в кишечниках обладателей стройных тел. Разумеется, сразу возник вопрос: это лишний жир способствует увеличению числа фирмикутов или, наоборот, фирмикуты способствуют отложению лишнего жира? На одних сравнениях далеко не уедешь – для ответа на этот вопрос исследователям нужны были эксперименты.