Молочнокислые бактерии повышают риск кандидоза у онкобольных

Международная группа ученых охарактеризовала взаимоотношения между представителями рода Candida и бактериальной флорой кишечника у пациентов с онкологическими заболеваниями. Оказалось, что высокая численность бактерий, синтезирующих молочную кислоту, ведет к повышению численности грибков рода Candida, которые способны использовать лактат более эффективно, чем основные конкуренты — грибки рода Saccharomyces. Полученные результаты важны для дальнейшей разработки методов терапии и предотвращения развития системного кандидоза у пациентов, находящихся в группе риска.

Credit:
123rf.com

Представители рода Candida — одни из наиболее распространенных возбудителей грибковых инфекций кровеносной системы. При этом, хотя патогенная природа этих грибковизучена довольно широко, мало внимания уделено их роли как микроорганизмов-комменсалов в кишечнике. Ранее международная группа ученых показала, что C. albicans взаимодействует с большим числом (порядка 900) видов бактерий, населяющих кишечник. При этом большая часть этих взаимодействий имеет мутуалистическую природу. В новой работе эти же авторы демонстрируют, что повышение численности видов Candida и ассоциированного риска развития кандидоза связано с нарушением состава микробиоты кишечника и повышением численности бактерий, синтезирующих молочную кислоту.

Предыдущие исследования показали, что пациенты с солидными раковыми опухолями имеют повышенный риск развития системного кандидоза, а также то, что представители Candida могут занимать доминирующую позицию в кишечном микробиоме без развития соответствующих симптомов. Опираясь на эти данные, авторы отобрали для исследования 75 пациентов с поздними стадиями рака (40 с аденокарциномой, 28 с плоскоклеточной карциномой, 8 с другими диагнозами), у которых не наблюдалось симптомов системного кандидоза. У пациентов отбирали образцы стула после начала анти-PD-1 терапии.

Первичный анализ проводился на основе секвенирования внутреннего транскрибируемого спейсера 2 (ITS2) рибосомальной ДНК. Авторы идентифицировали 76 грибковых родов и 113 видов. Доминирующее положение занимали представители родов Candida и Saccharomyces, численность которых отрицательно коррелировала друг с другом. При этом на грибковой популяции кишечника сказывалось применение антибиотиков на протяжении 60 дней до отбора образцов. Для дальнейших исследований пациентов разделили на группы с высокой (HC) и низкой (LC) численностью представителей Candida на основе нормализированных значений.

Состав бактериального сообщества авторы изучали при помощи секвенирования полного метагенома на тех же образцах стула. Было идентифицировано 234 вида бактерий, относящихся к 84 родам. Оказалось, что присутствует значимая связь между β-разнообразием бактериальных и грибковых сообществ. Бактериальная популяция объясняет около 13 % вариаций в составе грибкового сообщества. Наибольший вклад при этом демонстрировали представители родов ClostridiumLactobacillusEubacterium и Citrobacter. Также в группе с высокой численностью грибков Candida было выше разнообразие бактериальных метаболических путей, однако число видов, вносящих вклад в каждый путь, было значительно ниже, указывая на неустойчивость бактериального сообщества в этой группе. Авторы также обнаружили снижение численности облигатно анаэробных бактерий в HC группе.

Далее ученые использовали алгоритмы машинного обучения, чтобы понять, возможно ли предсказать численность представителей рода Candida на основе состава бактериальной флоры. Полученные модели успешно относили образцы к HC или LC группам. Точность классификации на основе видового разнообразия составила 77,9%; на основе функциональных путей — 80,4%. Также модель позволила предсказывать численность отдельных видов Candida с точностью 73,9­–86,7%. Затем ученые проанализировали, на какие виды бактерий модель опиралась в первую очередь. Оказалось, что бактерии, ассоциированные с LC группой, в большинстве своем синтезируют короткоцепочечные жирные кислоты. В то же время с HC группой были ассоциированы виды, продуцирующие молочную кислоту, такие как Lactobacillus gasseri. При этом связанные с HC группой виды бактерий были ассоциированы с развитием различных заболеваний, что указывает на дисбактериоз. Также среди HC-ассоциированных бактерий наблюдались связи с цитокиновым и хемокиновым ответом на воспалительные реакции в кишечнике.

На основе полученных данных авторы предположили, что высокое содержание лактата в кишечнике дает представителям Candida преимущество перед основным родом-конкурентом — Saccharomyces. Для проверки этого ученые сравнили темпы роста С. albicans и S. cerevisidae в разных условиях, как по отдельности, так и в совместной культуре. Оказалось, что C. albicans штамма YJM128 имеют существенное преимущество перед всеми протестированными штаммами S. cerevisidae на средах с высоким содержанием лактата при нормальных и низких уровнях кислорода.

Таким образом, работа описала взаимоотношения между представителями рода Candida и бактериальной флорой кишечника у пациентов с онкологическими заболеваниями. Ранее считалось, что лактобактерии оказывают защитное действие, препятствуя развитию грибковых инфекций, однако полученные результаты указывают на обратное. Авторы также отмечают необходимость дальнейших исследований для разработки методов терапии и предотвращения развития кандидоза у пациентов с высоким уровнем риска. 


Синегнойная палочка усиливает действие противогрибкового препарата

Источник

Seelbinder, B. et al. Candida expansion in the gut of lung cancer patients associates with an ecological signature that supports growth under dysbiotic conditions. // Nat Commun 14, 2673, published May 9, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38058-8

Добавить в избранное