Кишечные клетки и молочнокислые бактерии совместно защищают от инфекций Candida
Присутствие пробиотиков, таких как молочнокислые бактерии, меняет среду в кишечнике и заставляет дрожжевой грибок Candida albicans изменить свой метаболизм, делая его менее инфекционным. Таким образом, пробиотики могут сдерживать или предотвращать распространение грибковых инфекций в кишечнике. Исследователи из Института исследования природных продуктов и инфекционной биологии Лейбница — Института Ханса Кнёля (Leibniz-HKI) в Йене, Германия, также обнаружили, что клетки кишечника активно способствуют росту бактерий для защиты от грибка. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Дрожжевой грибок Candida albicans естественным образом колонизирует организм человека, особенно часто встречаясь в кишечнике. Обычно это доброкачественная колонизация, так как иммунная система и здоровый микробиом кишечника сдерживают её. Однако, если микробиом выходит из равновесия или иммунная система сильно ослаблена, C. albicans может попасть в кровоток. Это может быть опасным для жизни, особенно для людей с ослабленным иммунитетом в отделениях интенсивной терапии.
Исследователи из Leibniz-HKI обнаружили, что клетки человеческого кишечника играют важную роль в борьбе с грибковыми инфекциями, вызванными C. albicans. «Клетки кишечника питают молочнокислые бактерии, которые, таким образом, размножаются и, в свою очередь, отбирают питательные вещества у дрожжевого грибка», — объясняет первый автор Ракель Алонсо-Роман. Новые условия заставляют C. albicans адаптировать свой метаболизм, в результате чего он теряет определённые характеристики и становится менее инфекционным. Добавление пробиотиков в кишечник создаёт баланс между дрожжами, молочнокислыми бактериями и остальным микробиомом, что восстанавливает здоровое состояние.
Инфекции C. albicans, такие как вульвовагинальные инфекции, уже успешно лечатся молочнокислыми бактериями. «Нам уже известно, что молочнокислые бактерии, в частности, могут противодействовать грибковой инфекции, предотвращать её или даже убивать грибок. Наша работа теперь отвечает на вопрос "как"», — поясняет Бернхард Хубе, руководитель отдела механизмов патогенности микробов.
В сотрудничестве с системными биологами института исследователи разработали компьютерные модели, которые могут предсказать, как ведут себя молочнокислые бактерии вида Lactobacillus rhamnosus при встрече с C. albicans. «Используя данные предыдущих исследований, наши компьютерные модели могут предсказать, что молочнокислые бактерии будут размножаться и в конечном итоге противодействовать C. albicans», — объясняет Марк Греснигт, руководитель младшей научной группы в Leibniz-HKI.
Однако последующие эксперименты в лаборатории показали, что бактерии не размножались в обычных питательных средах, как предсказывалось. «Только когда мы добавили эпителиальные клетки из кишечника, молочнокислые бактерии начали размножаться», — продолжает Греснигт. Совместно с младшей исследовательской группой Славены Вылковой, также в Leibniz-HKI, исследователи смогли выяснить, как дрожжевой грибок меняет свой метаболизм для адаптации к новым условиям. Поскольку в кишечнике больше не хватает питательных веществ, происходит изменение активности генов C. albicans, что делает дрожжевой грибок менее инфекционным и, следовательно, неспособным повреждать клетки кишечника.
Результаты этого исследования представляют собой важный шаг вперёд в борьбе с опасными для жизни грибковыми инфекциями. «Мы хотим выяснить, как пробиотики борются с инфекцией. Обладая этими знаниями, мы, возможно, сможем разработать меры для предотвращения агрессивного поведения грибка. Идея состоит в том, чтобы влиять на грибок так, как это делали бы пробиотики, фактически не используя их», — объясняет Хубе. Особенно у пациентов с иммуносупрессией, по его словам, использование живых бактерий в качестве средства лечения обычно слишком опасно.