Первое геномное исследование разнообразия грибов на коже человека

Хотя функция дрожжей и других грибов, живущих в организме и на теле человека, изучена плохо, их разнообразие на коже впервые было исследовано учеными Национальных институтов здоровья (NIH). Они провели секвенирование ДНК грибов с участков кожи здоровых взрослых, чтобы определить нормальный состав и создать основу для изучения грибковых заболеваний кожи.

Кожа человека — сложная экосистема для микроорганизмов (грибов, бактерий и вирусов), известных как микробиом кожи. Грибковые инфекции кожи поражают около 29 миллионов человек в США, но грибы трудно и медленно культивировать в лаборатории, что осложняет диагностику и лечение даже распространенных состояний, например, инфекций ногтей.

Исследователи из Национального исследовательского института генома человека (NHGRI) и Национального института рака (NCI), входящих в NIH, расширили свое недавнее исследование по секвенированию генома кожных бактерий, применив методы секвенирования ДНК, оптимизированные для идентификации грибов. Исследование опубликовано 22 мая 2013 года в онлайн-версии журнала Nature.

Ключевые результаты

• Доминирующий род: Грибы рода Malassezia преобладают на голове и туловище.
• Руки, обладающие большим бактериальным разнообразием, содержат относительно мало типов грибов.
• Стопы (ногти на ногах, пятки, межпальцевые промежутки) демонстрируют огромное разнообразие грибов.

"Секвенирование ДНК для изучения кожных грибов — это естественный прогресс в понимании микробной жизни, сосуществующей на нашем теле", — отметил научный директор NHGRI Дэниел Кастнер, доктор медицины и философии.

Методология и детали исследования

У 10 здоровых взрослых были взяты образцы с 14 участков тела. Секвенирование ДНК выявило более 5 миллионов филогенетических маркеров, представляющих более 80 родов (genera) грибов. Для сравнения, традиционные методы культивирования дали только 130 колоний, относящихся к 18 родам.

• Нормальный состав: В нормальный набор грибов на коже входят представители двух типов (phyla) — Ascomycetes и Basidiomycetes. Род Malassezia был обнаружен на 11 из 14 участков, включая кожу головы, за ушами, в ноздрях и на пятках.

• Разнообразие по участкам тела:

  • Пятка — самое сложное место, около 80 родов грибов.
  • Ногти на ногах — около 60 типов, межпальцевые промежутки — 40 типов.
  • Умеренное разнообразие (18–32 рода) — на сгибе руки, внутренней стороне предплечья и ладони.
  • Низкое разнообразие (2–10 родов) — на голове и туловище (спина, задняя часть шеи, внутри и за ушами, между бровями).

Сравнение с бактериями и стабильность

• Сравнение с данными по бактериям у тех же людей показало обратную корреляцию: на руках высокое бактериальное, но низкое грибковое разнообразие, а на стопах — наоборот. Разнообразие грибов в первую очередь зависит от конкретного участка тела.
• Грибковые сообщества на левой и правой сторонах тела одного человека более схожи, чем на аналогичных участках у разных людей.
• Сообщества оставались стабильными при повторном тестировании с интервалом до трех месяцев.

Значение для медицины

"Получив более полное представление о грибковых и бактериальных экосистемах, мы можем лучше лечить связанные с ними кожные заболевания, включая состояния, которые могут быть связаны с лечением рака", — сказала соавтор исследования Хайди Конг, доктор медицины из NCI.

У 20% участников наблюдались проблемы (шелушение пяток, изменения ногтей), потенциально связанные с грибковыми инфекциями. Секвенирование показало, что при инфекциях пяток грибковые сообщества у разных людей схожи, а при инфекциях ногтей — сильно различаются.

"Данные нашего исследования дают нам базовую информацию о норме, которой у нас никогда не было", — заключила соавтор Джули Сигре, доктор философии из NHGRI. — "Суть в том, что ваши стопы кишат грибковым разнообразием, поэтому носите шлепанцы в раздевалках, если не хотите смешивать грибки своих ног с чужими".