Дисбиоз кишечника ухудшает исход легочной инфекции

Синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa отвечает за развитие смертельно опасной пневмонии у госпитализированных пациентов. Исход заболевания определяется не только чувствительностью или резистентностью бактерии к антибиотикам, но и вирулентностью патогена, а также иммунным ответом организма-хозяина. На последний в значительной мере влияет дисбиоз кишечной микробиоты через ось кишечник-легкие.

Ранее на мышиных моделях уже был показан отрицательный эффект антибиотиков широкого спектра действия на микробиом кишечника, а через него — на инфекцию P. aeruginosa. Однако на микробиом влияют не только антибиотики, но и колонизация кишечника антибиотикорезистентными (производящими карбапенемазы) бактериями порядка Enterobacterales (CPE). Так, CPE стали причиной повышения смертности пациентов реанимационного отделения в 1,79 раз. Рост доли Enterobacterales в кишечнике был ассоциирован с более высоким риском смертности в общей популяции. В новой работе исследователи из Франции показали, что индуцированный CPE дисбиоз в кишечнике влияет на ось кишечник-легкие и на исход легочной инфекции P. aeruginosa.

Мышам давали антибиотик клиндамицин, а их кишечник колонизовали CPE (Klebsiella pneumoniae). У таких животных не было признаков инфекции или колита. Альфа-разнообразие у них значительно снижалось, как и доля бактерий семейств Muribaculaceae и Rikenellaceae, а также Lachnospiraceae_NK4A136_group, что отличало этих мышей от животных, получавших только антибиотик.

Через 14 дней после колонизации легкие мышей инфицировали P. aeruginosa, а еще через 18 часов проверяли их состояние. Исход у колонизированных CPE мышей был хуже, чем у контрольных. Этот вывод был сделан на основе оценки тяжести клинического заболевания, альвеолярно-капиллярной проницаемости и гистологической оценки легких. Более того, колонизация вела к более активному кровотечению, утолщению альвеолярных стенок и поражению бронхиального эпителия. Бактериальная нагрузка значительно не различалась у групп мышей, однако у носителей CPE бактерии чаще заражали селезенку. Эксперименты повторили с двумя другими штаммами K. pneumoniae со схожими результатами.

Колонизация CPE снижала популяции альвеолярных макрофагов и дендритных клеток в легких инфицированных P. aeruginosa мышей. Пересадка кишечной микробиоты от здоровых мышей вела к исходам легочной инфекции, схожим с контрольными мышами. Выживаемость мышей после пересадки также значительно повышалась. Пересадка микробиоты не избавляла мышей от CPE, но повышала альфа-разнообразие и частично восстанавливала содержание Muribaculaceae. Однако если мышам просто давали Muribaculum intestinale DSM 28989, это не улучшало их показатели после инфекции и не приводило к стабильной колонизации их кишечника.

Muribaculaceae ранее связывали с выработкой короткоцепочечных жирных кислот. Авторы оценили их содержание в слепой кишке. При колонизации CPE содержание жирных кислот значительно снижалось. После пересадки микробиоты повышалось содержание ацетата и пропионата.

Жирные кислоты давали мышам после колонизации CPE в питьевой воде в течение семи дней до инфекции синегнойной палочкой. Это не снижало уровень CPE, но улучшало переносимость инфекции мышами и понижало смертность.

В работе было несколько ограничений. Так, из всех представителей Enterobacterales авторы использовали только K. pneumoniae. Также они изучили только короткоцепочечные жирные кислоты, что не исключает роль других метаболитов в исследуемых процессах.

Микробиом китайских долгожителей содержит антиоксидантную бактерию