Ученые отследили эволюцию микробов на поверхности кожи

В новом исследовании ученые из MIT и других институтов обнаружили, что Staphylococcus aureus — оппортунистический патоген, связанный с экземой (атопическим дерматитом), — может быстро эволюционировать в микробиоме одного человека.

У пациентов с экземой S. aureus эволюционировал в вариант с мутацией в конкретном гене capD. Этот ген кодирует фермент, необходимый для синтеза капсульного полисахарида — защитного покрытия бактерии.

Ключевые находки

• Это первое прямое наблюдение быстрой адаптивной эволюции микроба, связанного со сложным кожным заболеванием.
• Мутации в capD позволяют S. aureus расти быстрее в лабораторных условиях, вероятно, потому что бактерии не тратят энергию на производство капсулы.
• У 22% пациентов, участвовавших в исследовании, к его окончанию доминировали штаммы S. aureus с нефункциональным capD.
• Анализ ~300 публичных геномов показал, что люди с экземой имеют значительно более высокую вероятность носительства вариантов S. aureus, не способных производить капсульный полисахарид, по сравнению со здоровыми людьми.

Методология

Исследователи в течение 9 месяцев брали пробы с кожи (включая пораженные экземой и здоровые участки) и из ноздрей у детей 5–15 лет с умеренной и тяжелой экземой. Секвенирование геномов почти 1500 уникальных колоний S. aureus позволило детально отследить эволюцию в пределах отдельных линий бактерий у одного хозяина.

Перспективы лечения

Полученные данные открывают путь к разработке новых методов лечения, нацеленных на варианты S. aureus с мутациями в капсульном полисахариде, которые усугубляют симптомы экземы.

• Лаборатория Т. Либерман уже работает над созданием пробиотиков для борьбы с капсульно-негативными штаммами.
• Изучается, повышают ли мутации в capD вероятность распространения бактерии среди членов семьи пациента.