Микробиом обеспечивает устойчивость к холере
Холера может убить за несколько часов без лечения и ежегодно поражает до 4 миллионов человек. В новой статье в журнале Cell исследователи описывают, как бактерии кишечника помогают людям сопротивляться болезни.
Микробиолог Калифорнийского университета в Риверсайде Ансель Хсиао изучает, могут ли бактерии, живущие в нашем теле (человеческий микробиом), защитить от болезней, вызываемых внешними бактериями, такими как Vibrio cholerae, обитающая в водоемах и вызывающая холеру.
Команда Хсиао исследовала микробиомы кишечника жителей Бангладеш, где многие страдают от холеры из-за загрязненных пищи, воды и плохой санитарной инфраструктуры. Его команда хотела проверить, делают ли предшествующие инфекции или стрессы (например, недоедание) людей более уязвимыми по сравнению с американцами, которые не сталкиваются с такими проблемами.
Результаты удивили группу. Вместо ожидаемого более высокого уровня инфицирования в Бангладеш, они увидели, что уровень заражения сильно варьировался среди индивидуумов в обеих популяциях. Это говорит о том, что восприимчивость зависит от уникального состава микробиома человека, а не от места проживания.
Vibrio cholerae большую часть времени проводит вне человека, в водной среде, и обычно не сталкивается с желчью, которую млекопитающие производят для переваривания жиров. Попадая в организм, присутствие желчи и отсутствие кислорода в кишечнике активирует ранее dormant гены, позволяющие бактерии выжить в хозяине. Эти гены отвечают за вирулентность холеры, помогая бактерии прикрепляться к стенкам кишечника и вызывать диарею.
Команда Хсиао идентифицировала одну бактерию в человеческом микробиоме — Blautia obeum, — которая может деактивировать болезнетворные механизмы холерного вибриона, не давая ему колонизировать кишечник. Они также выяснили механизм.
Blautia obeum производит фермент, который расщепляет соли желчи. Vibrio cholerae использует эти соли как сигналы для контроля активности генов. Когда соли желчи разрушены, бактерия не получает сигнал для активации dormant генов, вызывающих инфекцию.
Поскольку стало ясно, что большее количество Blautia obeum делает людей менее восприимчивыми к холере, фокус будущих исследований будет направлен на то, как увеличить ее присутствие в кишечнике. "Нас очень интересует, какие факторы окружающей среды, например диета, могут повысить уровень obeum", — сказал Хсиао.
Аналогичные исследования ведутся и в отношении вируса SARS-CoV-2. Хсиао сотрудничает с несколькими группами, пытающимися понять, как микробиом меняется при заражении COVID-19.