Бактериальное сообщество кожи помогает лягушкам бороться с болезнью

Естественные бактерии на коже лягушки могут быть важнейшим инструментом в борьбе животного со смертельным кожным заболеванием, как показал эксперимент исследователей из Виргинского политехнического института.

Антибиотики для уничтожения нормальной микрофлоры не повлияли значительно на уровень грибковой инфекции, но вызвали потерю веса у лягушек. Это говорит о важности нормальных бактерий для здоровья лягушки. Кроме того, обработка пробиотическими бактериями не снизила грибковую инфекцию, как ожидалось.

Однако естественные кожные бактерии могут реагировать на инфекцию и изменять свою структуру и функцию, чтобы компенсировать её.

«Оказалось, что в этом эксперименте защиту обеспечивал не отдельный штамм бактерий, а именно структура всего микробного сообщества, которая была важна для инфекции и здоровья лягушек», — заявила Дженни Уолки, научный сотрудник отдела биологических наук.

Результаты опубликованы 7 октября в журнале PLOS ONE.

Поскольку бактериальные сообщества уникальны для каждого вида лягушек, ключевой задачей станет определение, какие экологические и биологические факторы приводят к формированию у одних лягушек защитных сообществ, а у других — нет, отметила Лиза Белден, доцент биологических наук.

Команда Белден давно изучает, как микробиом кожи лягушки помогает ей противостоять хитридиомицетному грибку.

Этот грибок вызывает заболевание хитридиомикоз, которое быстро распространяется по миру и уже угрожает примерно 500 видам амфибий. Болезнь нарушает функции кожи амфибий, что может привести к гибели.

Учёные полагают, что хитридиомицет может стать причиной самой масштабной в истории потери биоразнообразия из-за болезни. На ситуацию влияют многие факторы: поведение амфибий, биологические защиты, условия среды. Антропогенные изменения, такие как изменение климата, инвазивные виды, загрязнение и деградация среды обитания, усугубляют проблему.

В эксперименте команда собрала лягушек-быков из пруда в округе Джайлс, Виргиния. Около половины лягушек уже были заражены грибком.

Их разделили на шесть экспериментальных групп, чтобы изучить разницу в уровне заражения между теми, кого лечили антибиотиками (снижающими нормальную микрофлору), теми, кого обрабатывали пробиотической бактерией против хитридиомицета, и контрольной группой. Эти обработки привели к различиям в структуре микробного сообщества на коже, что, в свою очередь, повлияло на уровень заражения и рост лягушек.

Поскольку часть лягушек изначально была заражена грибком, учёные также смогли показать, что грибок влияет на структуру микробного сообщества кожи.

Следующий шаг — дальнейшее изучение возможностей других естественных бактерий и экологических факторов, которые позволяют бактериям на коже некоторых лягушек успешно бороться с грибком.

«Факторы, влияющие на формирование и поддержание микробного сообщества на коже амфибий, включая факторы хозяина, среду обитания, диету и доступный пул микробных видов, в конечном итоге могут влиять на динамику заболевания», — сказала Белден.

Исследование финансировалось Национальным научным фондом США (NSF).