Cholesterol je klíčová biologická molekula s řadou funkcí. Cholesterol je hlavní strukturní prvek buněčných membrán, naše tělo z něj syntetizuje steroidní hormony, vitamin D a žlučové kyseliny. Většina z nás ale zná cholesterol hlavně kvůli asociaci celkové hladiny cholesterolu v séru se zvýšeným rizikem kardiovaskulárních onemocnění. Existují dva zdroje cholesterolu – cholesterol přijímaný z potravy živočišného původu a cholesterol syntetizovaný játry. Cholesterol syntetizovaný játry je vylučován do tenkého střeva společně se žlučí a opět vstřebáván v tlustém střevě.
Všechen cholesterol tak prochází tlustým střevem, kde může interagovat s přítomnou střevní mikroflórou. Už před sto lety byla vyslovena hypotéza o tom, že mikrobiota se může podílet na odbourávání cholesterolu ve střevech, a tudíž i na jeho hladině v krvi. Podobně některé studie zabývající se efektem probiotik zjistily, že některá probiotika snižují hladinu cholesterolu v krvi. Přesný mechanismus byl ale dosud neznámý.
Nová studie pracovala se 625 páry vzorků metabolomů (soubory všech metabolitů ve vzorku) a mikrobiomů stolice získaných shotgun sekvenováním, které umožňuje hledat jednotlivé geny a jejich početnosti. Mezi metabolity stolice hledali autoři hlavně coprostanol, produkt bakteriálního metabolizmu cholesterolu, v mikrobiomech hledali geny korelující s početností coprostanolu. Mezi vhodnými geny pak byli pomocí biochemických metod hledáni kandidáti kódující enzymy metabolizující cholesterol. Kandidátní geny byly srovnávány s genomem jednoho kmenu druhu Eubacterium coprostanoligenes, což je zatím jediný druh, u kterého byl metabolismus cholesterolu biochemicky potvrzen. Vědci našli gen kódující bakteriální enzym cholesterol-dehydrogenázu, která je zodpovědná za přeměnu cholesterolu na coprostanol. Gen byl pojmenován ismA.
Autoři našli 20 mikrobiálních druhů, které disponují genem ismA. Převážně jde o dosud nekultivované druhy většinou patřící do skupiny druhů Clostridium IV a některé druhy rodu Eubacterium. Zvýšený počet kopií genu ismA v mikrobiomu stolice signifikantně koreloval se sníženým množstvím cholesterolu ve stolici i v séru.
Je možné, že k metodám regulace hladiny cholesterolu v krvi se v budoucnu připojí i podávání probiotik nebo enzymů získaných z bakterií.
Kenny DJ, Plichta DR, Shungin D et al. (2021). Cholesterol metabolism by uncultured human gut bacteria influences host cholesterol level. Cell Host and Microbe, 28: P245-257.E6.
