Летучий сигнал бактерий стимулирует рост грибка при лёгочных инфекциях

Исследователи из Франции обнаружили, что летучие соединения, выделяемые бактериальным патогеном, стимулируют рост грибкового патогена, встречающегося при лёгочных инфекциях у пациентов с муковисцидозом (МВ). Результаты, опубликованные на этой неделе в онлайн-журнале mBio, впервые показывают, что один патоген может испускать сигнал по воздуху, который служит прямым топливом для роста другого патогена.

Бактерия Pseudomonas aeruginosa и грибок Aspergillus fumigatus — это оппортунистические патогены, часто встречающиеся вместе в микробиоте лёгких. При прямом контакте бактерия производит соединения, подавляющие рост грибка. Поскольку микробы часто производят летучие соединения, способные перемещаться по воздуху, учёные из Института Пастера в Париже задались вопросом, могут ли эти два патогена также общаться с помощью летучих сигналов.

«К нашему большому удивлению, летучие вещества, производимые Pseudomonas aeruginosa, способствовали росту грибка Aspergillus fumigatus», — говорит Жан-Поль Латже. «Ещё более удивительно, что мы обнаружили, что эти летучие вещества фактически поглощаются грибком для поддержания роста».

Чтобы проверить влияние летучих сигналов, исследователи поместили небольшую чашку Петри с Aspergillus рядом с большей чашкой с культурой Pseudomonas. Микроорганизмы были физически разделены, но имели общее воздушное пространство.

«Мы просто поместили эти два организма вместе, и через пару дней с удивлением увидели, что грибок растёт быстрее и тянется к бактериям», — говорит Хеддерготт. «Это действительно указывало на что-то стимулирующее [со стороны бактерий]».

Чтобы выяснить причину, учёные идентифицировали летучие соединения, выделяемые каждым патогеном. Затем они протестировали каждое из летучих веществ, производимых Pseudomonas, по отдельности на грибок.

«Наиболее пахучие соединения, содержащие серу, стимулировали рост грибка в той же концентрации, что и совместное выращивание с бактериями», — говорит Хеддерготт. Он определил, что за рост в основном отвечает одно летучее соединение — диметилсульфид.

Поскольку сера является важным компонентом для роста Aspergillus, команда проверила, поглощает ли грибок диметилсульфид и использует ли его в качестве пищи. Грибок поместили на питательную среду, лишённую серы, и подали диметилсульфид в воздушное пространство. Эксперимент показал, что грибок лучше рос в присутствии диметилсульфида и поглощал его прямо из воздуха как топливо.

«До сих пор никто не думал, что грибок может расти на летучих соединениях, приносящих серу», — говорит Латже. В контексте лёгочных инфекций при МВ это может объяснить, почему бактерии обычно колонизируют лёгкие первыми, а грибок — позже: «Когда грибок достигает лёгких пациента, наличие бактерий, выделяющих это летучее вещество, поможет грибку закрепиться».

Понимание взаимоотношений между этими микроорганизмами и того, как они колонизируют лёгкие, может привести к лучшим способам предотвращения бактериально-грибковых коинфекций, которые ответственны за острое ухудшение симптомов и снижение функции лёгких у пациентов с МВ.

«Это открывает нам глаза: нужно смотреть не на один организм при человеческих инфекциях, а на серию микроорганизмов», — говорит Латже. «Они могут находиться далеко друг от друга, общаться на расстоянии и даже использовать летучие соединения, произведённые другим микробом, для роста».