Бактериальная колонизация легких также зависит от генома хозяина

Легкие — отнюдь не стерильная среда, как долгое время считалось. На самом деле в них существует разнообразная микробная экосистема. Известно, что изменения в микробиоме легких связаны с такими заболеваниями, как муковисцидоз, астма или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). Важными факторами состава и стабильности микробного сообщества в легких являются внешние факторы: курение, питание в младенчестве или использование антибиотиков.

Однако до сих пор не до конца понятно, как генетика хозяина влияет на микробиом легких. Это связано в основном с трудностями получения образцов легких и относительно небольшим количеством микроорганизмов в них. Поэтому исследовательская группа из Leibniz ScienceCampus EvoLUNG под руководством профессора Джона Бейнса провела детальное изучение микробиома легких на мышиной модели. Результаты опубликованы в журнале Animal Microbiome.

«Мы изучили связи между отдельными видами бактерий в легких и маркерами в геноме хозяина, чтобы выявить гены, влияющие на легочные бактерии и потенциально играющие роль в предрасположенности к болезням», — объясняет Бейнс, возглавляющий рабочую группу по эволюционной медицине в Кильском университете (CAU) и Институте эволюционной биологии Макса Планка в Плёне. Было обнаружено семь геномных регионов для восьми бактериальных признаков. «Нам удалось идентифицировать несколько перспективных генов, связанных с иммунными и воспалительными реакциями, функцией легких и восприимчивостью к заболеваниям», — говорит Бейнс.

В исследовании использовались современные молекулярно-биологические методы анализа для количественного определения видов бактерий, присутствующих в легких исследуемых мышей, даже при низкой биомассе. «Наше исследование впервые предоставляет доказательства роли генетической изменчивости хозяина в формировании вариабельности микробиоты легких», — поясняет соавтор работы доктор Мерием Бельхуан из Исследовательского центра Борстель, Центра легких Лейбница (FZB).

Количество Lactobacillus в легких оказалось сильно связано с конкретным регионом, содержащим ген, кодирующий противовоспалительный цитокин Интерлейкин 10. Этот вывод был подтвержден на животных с деактивированным геном интерлейкина 10 (IL-10).

«У мышей с нокаутом IL-10 было меньше лактобацилл, чем у животных без нокаута», — говорит Бельхуан. Генетические вариации хозяина также были обнаружены для количества Pelomonas — еще одного распространенного вида бактерий в легких. Функциональное значение этих бактериальных видов потенциально может быть использовано для будущих профилактических или терапевтических целей.