Почему микробиом кожи защищает от грибковой инфекции не всех лягушек?

Финские исследователи проанализировали условия жизни и здоровье 368 семей. Примерно треть семей проживала на фермах, половина — в сельской местности, а остальные — в городах. У детей в семьях с собаками было меньше инфекций дыхательных путей, им прописывали меньше курсов антибиотиков, в течение первого года жизни у них было больше здоровых недель. Авторы работы напоминают, что инфекции дыхательных путей в раннем детстве являются факторами риска развития астмы.

Результаты объясняются по крайней мере частично наличием в доме бактерий, ассоциированных с собаками. Эффект не зависел от других факторов, таких как размер семьи, условия проживания и воздействие табачного дыма. В домах с собаками было больше разнообразных микроорганизмов, но эти общие характеристики не объясняли положительного влияния на здоровье детей. А вот связь отдельных микробов и их комбинаций с состоянием здоровья была показана. Члены семей с собаками проводили больше времени вне дома, часто разделяли обязанности по уходу за животными, все это могло повлиять на микробиом жилища и его обитателей, а значит, и на устойчивость к патогенам всей семьи.

Примечательный клинический случай описали исследователи из Германии и США в New England Journal of Medicine. У 63-летней женщины была хроническая инфекция мочевыводящих путей, вызванная Klebsiella pneumoniae, распространенным внутрибольничным патогеном. Через два года пациентка была госпитализирована с острой болью и потерей зрения в правом глазу; оказалось, что у нее развился абсцесс головного мозга. В ее моче, помимо ожидаемой популяции K. pneumoniae, присутствовала значительно более вирулентная, производящая больше слизи субпопуляция, и такая же субпопуляция была получена из гноя в абсцессе. Полногеномное секвенирование подтвердило их сходство — изолят из мозга и необычный изолят из мочи отличались всего четырьмя SNP.

Авторы реконструировали эволюционные этапы, которые увеличивали вирулентность клебсиеллы. Всего несколько точечных мутаций в генах биосинтеза слизистой капсулы увеличили ее толщину; такая капсула лучше защищала бактерии от фагоцитоза иммунными клетками. Ранее исследователи уже показали связь подобных мутаций с инфекциями кровотока.

Одновременное присутствие в организме субпопуляций патогена с разными уровнями вирулентности авторы называют гетеровирулентностью, по аналогии с гетерорезистентностью (одновременным присутствием бактерий, чувствительных и устойчивых к антимикробным препаратам). Гетеровирулентность может способствовать не только распространению патогена в отдаленные участки тела, но и развитию хронических инфекций. Обнаружить ее труднее, чем гетерорезистентность, так как соответствующие признаки не входят в стандартную диагностику.

Симптомы хронической бессонницы лечит прием капсул с фекальной микробиотой от здоровых доноров, показало клиническое исследование, проведенное в Китае. В нем участвовали 40 человек, которые получили двухдневный курс антибиотиков, а через два дня — капсулы с микробиотой, а также еще 40 человек, получивших плацебо. Каждую из двух групп повторно рандомизировали в соотношении 1:1; половина получала дополнительное лечение синбиотиками, другая половина — плацебо. Известно, что комбинация бактерий Lactobacillus helveticus и Bifidobacterium longum может влиять на симптомы стресса и настроение, поэтому авторы включили в состав синбиотической добавки L. helveticus, B. longum и инулин.

Через месяц после начала лечения у участников, принимавших капсулы с фекальной микробиотой, сон существенно улучшился. Качество сна оценивали с помощью анкетирования и ночной полисомнографии (учитывались продолжительность сна, в том числе сна без быстрых движений глаз, индекс пробуждений и др.). По данным полисомнографии, эффективность сна выросла в среднем на 13,9% — с 79,3% до 93,2%. Влияния синбиотиков на качество сна не удалось показать.

«Наши результаты предоставляют клинические доказательства, что воздействие на микробиоту кишечника может стать многообещающей новой терапевтической стратегией при хронической бессоннице, — говорит соруководительница исследования Яньпин Бао из Пекинского университета. — Эта работа также укрепляет наше понимание оси “кишечник-мозг” как важного регулятора сна человека».

Карликовые пауки вида Mermessus fradeorum бывают носителями до пяти эндосимбионтов, в том числе бактерий рода Wolbachia. Один из штаммов этой бактерии, W1, влияет на определение пола пауков — носители этого штамма развиваются в самок, даже будучи генетическими самцами. Это искажает соотношение полов и способствует распространению вольбахии, однако в диких популяциях распространенность штамма W1 сохраняется на среднем уровне. Ученые из Израиля и США обнаружили, что баланс поддерживается за счет температурных воздействий окружающей среды. 

Исследователи подвергли молодых пауков, колонизированных W1, воздействию повышенной (от 27° до 28°C) температуры — она имитировала летний дневной нагрев. Пауки развились в самок и отложили яйца при стандартной (20°C) температуре. Однако в их потомстве соотношение полов изменилось, и фенотип соответствовал генотипу. Аналогичный эффект наблюдался и в следующем поколении, то есть у внуков нагретых пауков. 

Ученые подробнее проанализировали, как температурное воздействие влияет на состав микробиоты. Они выявили сдвиги в динамике эндосимбионтов, соотносившиеся с обнаруженным эффектом. Изначально под воздействием тепла уровни W1 возросли, однако ее способность передаваться следующему поколению ослабла. В целом генетические самцы реже развивались в самок при высокой численности эндосимбионтов рода Rickettsiella, полной потерей представителей Tisiphia и снижением передачи Wolbachia W1 потомству.

Первичные опухоли костей удаляют хирургически, однако может возникнуть местный рецидив, приводящий к ампутации. Также возможно отторжение имплантатов из-за инфекции. Международная группа исследователей предложила использовать усовершенствованный синтетический трансплантационный материал. В матрицу «Биостекло 45S5», состоящую из SiO₂, CaO, Na₂O и P₂O₅, они включили оксид галлия. В результате получили многофункциональный материал, который одновременно уничтожает раковые клетки, предотвращает бактериальные инфекции и восстанавливает недостающую костную ткань.

По словам авторов, биоматериал действует как система для локальной доставки лекарств. Он доставляет ионы кальция, фосфата и кремния, необходимые для восстановления здоровой ткани.

Секвенирование РНК подтвердило, что клетки рака поглощают в 4–8 раз больше галлия, чем здоровые клетки, так как у них в избытке экспрессируются рецепторы трансферрина для обеспечения быстрого роста. Попав внутрь клетки, галлий имитирует железо, но не может участвовать в важных окислительно-восстановительных реакциях. Это вызывает окислительный стресс и клеточный кризис, который запускает в раковых клетках апоптоз и ферроптоз. Здоровые клетки защищаются с помощью естественных антиоксидантных механизмов. Дополнительно достаточно высокое содержание галлия подавляет рост патогенов, таких как Pseudomonas aeruginosa. Со временем стекло разрушается, освобождая место для новой костной ткани.