Голодание поможет справиться с кишечной инфекцией

Кишечную инфекцию у мышей, вызванную Salmonella enterica serovar Typhimurium, подавляет голодание, оптимизирующее микробиом. При этом снижается экспрессия фактора вирулентности SPI-1 сальмонеллы и ингибируются воспалительные сигнальные пути в клетках кишечника.

Ученые из университета Британской Колумбии (Канада) проверили, как влияет голодание на развитие кишечной инфекции у мышей. Потеря аппетита — распространенный симптом заболеваний ЖКТ. Однако долго время оставалось неясным, можно ли считать ее защитной реакцией организма.

Перед экспериментом мышей накормили стрептомицином для временного подавления защитных свойств микрофлоры. Их заражали Salmonella enterica serovar Typhimurium; этот патогенный серовар сальмонеллы вызывает острую воспалительную диарею, причем особенности развития инфекции хорошо изучены. Сама сальмонелла была устойчивой к стрептомицину. Мыши голодали 24 часа до перорального введения патогена и 24 часа после (для мелких грызунов это очень продолжительное время).

У голодающих мышей гастроэнтерит, вызванный сальмонеллой, так и не развился, в отличие от мышей, получавших обычное питание. Гистологическое исследование слепой кишки также показало более тяжелую инфекционную патологию у мышей, которые не голодали. При этом, когда мышей после двухдневного голодания кормили, инвазия сальмонелл в эпителиальные клетки кишечника усиливалась. Голодание также не защищало мышей от системной инфекции сальмонеллой (при внутривенном введении).

Чтобы проверить, какую роль играет микробиом голодающих мышей в подавлении инфекции сальмонеллой, авторы повторили эксперимент на мышах со стерильным кишечником, свободным от микробиоты. Голодание предотвращало гастроэнтерит у таких мышей, но не инвазию сальмонеллы в клетки эпителия.

Защитный эффект голодания подтвердился и в аналогичном эксперименте при заражении мышей Campylobacter jejuni.

Ученые установили, что голодание уменьшает воспалительные реакции на S. Typhimurium в слизистой оболочке кишечника за счет подавления экспрессии NF-κB — фактора, контролирующего транскрипцию генов медиаторов воспаления и хемокинов

Кроме того, у голодающих мышей, зараженных S. Typhimurium, не способен эффективно экспрессироваться фактор вирулентности SPI-1. Чтобы проверить это, ученые под промотором гена SP1 экспресировали гены люциферазы или зеленого флуоресцентного белка GFP, а интенсивность свечения оценивали на конфокальном микроскопе. Также определяли уровень мРНК SPI-1.

У голодающих мышей индукция SPI-1 фактора не была зафиксирована. Однако при заражении стерильных мышей без нормального микробиома голодание не повлияло на экспрессию вирулентного фактора. Эти данные указывают на то, что именно микробиом ограничивает способность S. Typhimurium проникать в эпителий кишечника.

Анализ 16S pРНК показал что при голодании снижается количество бактерий родов Bacilli and Erysipelotrichia, и наблюдается более широкое распространение представителей рода Akkermansi.

Авторы статьи отмечают в заключении: «Наше исследование подчеркивает важную роль питания в регуляции взаимодействия между хозяином, кишечными патогенами и микробиомом кишечника. При недостатке пищи микробиом, по-видимому, поглощает питательные вещества, не позволяя патогенам получать энергию, необходимую для заражения. Необходимы дополнительные исследования, однако уже сейчас можно сказать что голодание или другие режимы регулирования питания в будущем могут быть использованы для терапии инфекционных заболеваний».

Источник

Graef F.A., et al. Fasting increases microbiome-based colonization resistance and reduces host inflammatory responses during an enteric bacterial infection. // PLoS Pathogens. 2021. 17 (8): e1009719. DOI:  10.1371/journal.ppat.1009719

Цитата по пресс-релизу

Добавить в избранное

Вам будет интересно