В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, ученые из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) обнаружили, что определенные виды бактерий в микробиоме ведут себя по-разному в зависимости от того, какую нишу они занимают в кишечнике.
Актуальность проблемы
Микроскопические популяции бактерий в нашем кишечнике в чем-то похожи на нас: они живут в сообществах, едят, работают, размножаются и в конечном итоге умирают. Многие из этих видов бактерий живут в гармонии с нашим организмом в обмен на питательные вещества. Когда нарушается симбиотическая связь, наш организмом может подвергаться большему риску различных иммунных, неврологических и метаболических заболеваний.
Материалы и методы обследования
Картирование микробных популяций в кишечнике было выполнено на мышиной модели. Ученые стремились измерить и сравнить экспрессию генов бактерий в ткани кишечной стенки и просвете кишечника, чтобы определить, какие различия были обнаружены. Ученые использовали гибридную селекцию РНК-секвенирования.
Результаты научной работы
На протяжении многих лет ученые описывали, как бактерия Bacteroides fragilis в кишечнике вырабатывает полезные молекулы, которые защищают мышей от воспалительных заболеваний кишечника. Подавляющее большинство B. fragilis в кишечнике живет в центральной части кишечной трубки, называемой просветом. Однако в 2013 году лаборатория ученых обнаружила, что некоторые виды B. fragilis находятся внутри стенок ткани, выстилающих трубку. Эти редкие популяции защищены слизью и практически не подвергаются влиянию антибиотиков, что позволяет предположить, что они действуют как резервуары для популяции, которые обеспечивают долгосрочную колонизацию.
«Для бактерий, которые мы изучаем, кишечник представляет весь их мир, поэтому мы хотели знать, как бактерии ведут себя в зависимости от того, насколько далеко они находятся от поверхности кишечника», – объясняет автор исследования Грегори Дональдсон (Gregory Donaldson).
Ученые обнаружили, что B. fragilis, находящиеся в ткани кишечника, метаболически активны и процветают, несмотря на их редкую популяцию. Дональдсон с соавторами обнаружили, что 1 конкретный ген в B. fragilis помогает им закрепиться в подкладке тканей. Без этого гена B. fragilis не могут колонизировать среду обитания, что наносит ущерб их долгосрочной колонизации. Напротив, B. fragilis, живущие в просвете, заняты перевариванием пищи и питательных веществ, но, похоже, они больше сосредоточены на выживании, чем на размножении. Это говорит о том, что эпителиальная поверхность на самом деле является предпочтительной средой обитания для этих бактерий.
Выводы
Понимание того, как бактерии устанавливают место локализации в кишечнике, поможет разработать новые методы по укреплению здорового человеческого микробиома для профилактики или лечения заболеваний.
Авторы другого исследования заявили, что шунтирование желудка помогает разнообразить микробиом кишечника.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
