Как представители микробиома борются с сальмонеллёзом
Международная группа под руководством доктора Лизы Осбельт-Блок и профессора Тилля Штроувига из Центра исследования инфекций имени Гельмгольца (HZI) выяснила, как микробиом кишечника противостоит инфекциям, вызываемым Salmonella. Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.
Ключевой игрок — Klebsiella oxytoca
Бактерии комплекса видов Klebsiella oxytoca, входящие в состав микробиома, используют несколько стратегий для подавления сальмонеллы:
- Конкуренция за питательные вещества: K. oxytoca и Salmonella имеют схожие пищевые предпочтения. Более активная K. oxytoca лишает сальмонеллу ресурсов, нарушая её распространение.
- Действие токсина: Значительная часть штаммов K. oxytoca производит токсин, вредный для кишечника человека. Однако выяснилось, что этот же токсин эффективно подавляет Salmonella. Это открытие меняет прежние представления о функции токсина.
Терапевтический потенциал и ограничения
- Новый подход: Результаты открывают путь к разработке терапии, направленной не на применение ослабляющих микробиом антибиотиков, а на его целенаправленное усиление для борьбы с патогенами.
- Осторожность с токсином: Несмотря на антисальмонеллёзный эффект, вредное действие токсина на кишечник остаётся проблемой. Учёные не рассматривают стимуляцию его выработки как вариант лечения.
- Диета как регулятор: Обнаружено, что диета с высоким содержанием простых сахаров увеличивает выработку токсина K. oxytoca, а низкоуглеводная — снижает.
Важность разнообразия микробиома
Исследование подтверждает, что разнообразный микробиом лучше защищает от инфекций. Чем больше в нём различных штаммов (таких как K. oxytoca), тем выше конкуренция за ресурсы для патогенов вроде сальмонеллы. Антибиотики, снижающие это разнообразие, оказывают долгосрочное негативное воздействие.
Новая методика исследования
Для изучения механизмов работы K. oxytoca учёные применили метод целенаправленного включения и выключения генов бактерии непосредственно в пищеварительном тракте животных (метод, связанный с использованием CRISPR). Эта методика, описанная в Journal of Bacteriology, позволяет анализировать функции и других бактерий в сложном сообществе микробиома, которое может включать более 500 видов.