Микробиом придает устойчивость к холере. Важная роль бактерии Blautia obeum

Микробиом придает устойчивость к холерной инфекции

Различия в микробиоме кишечника между индивидуумами определяют устойчивость к холерной инфекции через влияние на активность фермента желчных солей.

Холера может убить в течение нескольких часов, если ее не лечить, и она поражает до 4 миллионов человек в год. Однако не каждый человек, подверженный воздействию инфекционных бактерий, вызывающих диарею, заболевает. В новой статье в журнале Cell исследователи описывают, как кишечные бактерии помогают людям противостоять болезни.

Бактерии живут повсюду на планете - даже внутри человеческого тела. Микробиолог UCR (University of California – Riverside) Ансель Сяо (Ansel Hsiao) изучает, могут ли бактерии, живущие в нашем организме, коллективно известные как микробиом человека, защитить людей от болезней, вызванных внешними бактериями, такими как Vibrio cholerae, которая живет в водных путях и вызывает холеру.

Команда Сяо изучила микробиомы кишечника людей в Бангладеш, где многие страдают от холеры в результате заражения продуктов питания, воды и плохой санитарной инфраструктуры. «Когда люди заболевают, диарея попадает в водные системы, из которых люди пьют, и это отрицательный цикл», - объяснил Сяо.

Его команда хотела выяснить, делают ли предыдущие инфекции или другие стрессы, такие как недоедание, людей более уязвимыми по сравнению с американцами, которые не сталкиваются с таким же давлением.

Полученные результаты удивили группу, которая ожидала, что микробиомы Бангладеша будут способствовать более высокому уровню инфицирования. Вместо этого они увидели, что уровень инфицирования сильно различается среди людей в обеих популяциях, предполагая, что восприимчивость основана на уникальном составе микробиома человека, а не на месте, откуда он родом.

Vibrio cholerae проводит большую часть своего времени вне человека в водной среде. Эта бактерия обычно не сталкивается с желчью, которую млекопитающие производят, чтобы помочь переварить жиры после еды.

«Поскольку желчь специфична для кишечника человека и животных, многие микроорганизмы, включая холеру, разработали способы борьбы с ней», - сказал Сяо.

Как только холерный вибрион попадает в организм, наличие желчи и недостатка кислорода в кишечнике активирует ранее неактивные гены, которые позволяют ему выживать в организме человека. Эти гены ответственны за вирулентность холеры, помогая Vibrio cholerae прикрепляться к стенкам кишечника и вызывать диарею.

Команда Сяо определила одну бактерию в микробиоме человека, Blautia obeum, которая может дезактивировать болезнетворные механизмы холерной бактерии, предотвращая ее колонизацию кишечника. Они также выяснили, как совершается этот «подвиг».

Blautia obeum производит фермент (гидролазу желчных солей – ред.), который расщепляет соли в желчи, которые Vibrio cholerae использует в качестве сигналов для контроля активности генов. Когда эти соли желчных кислот разрушаются, бактерии, вызывающие холеру, не получают сигнал для активации спящих генов, вызывающих инфекцию.

Поскольку стало ясно, что большее количество Blautia obeum делает людей менее восприимчивыми к холере, фокус будущих исследований будет заключаться в том, как увеличить ее присутствие в кишечнике. «Сейчас мы чрезвычайно заинтересованы в изучении того, какие факторы окружающей среды, такие как диета, могут повысить уровень Blautia obeum», - сказал Сяо.

Основные моменты

• Изменения микробиома кишечника человека обеспечивают переменную устойчивость к инфекциям
• Устойчивость к колонизации опосредуется активностью фермента гидролазы желчных солей
• Содержание гидролазы желчных солей в микробиомах человека коррелирует с конечной инфекцией

Подобные исследования также ведутся в отношении вируса, вызывающего другую глобальную пандемию - SARS-CoV-2. Сяо сотрудничает с несколькими группами, пытаясь понять, как меняется микробиом при инфекции COVID-19.

«Однажды мы также можем понять, влияет ли и как микробиом на COVID-19 и делает ли своих хозяев (людей) устойчивыми к другим болезням, от которых у нас нет лечения», - сказал Сяо.

Источник: Материал предоставлен University of California - Riverside. 

Статья в журнале: Salma Alavi, Jonathan D. Mitchell, Jennifer Y. Cho, Rui Liu, John C. Macbeth, Ansel Hsiao. Interpersonal Gut Microbiome Variation Drives Susceptibility and Resistance to Cholera Infection. Cell, 2020; 181 (7): 1533