Российские ученые исследовали кишечные микробиомы летучих мышей

Летучие мыши — естественный резервуар многих вирусов, вызывающих заболевания у человека, от эболавируса до коронавирусов, сходных с SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2. Виром рукокрылых широко изучается, однако бактериальная микробиота их кишечников привлекает меньше внимания. Между тем летучие мыши могут быть хозяевами патогенных грибов и бактерий. Изучение их кишечного микробиома затрудняет не только высокое видовое разнообразие отряда, но и сильная зависимость микробиомов от места обитания и рациона. У рукокрылых более короткий кишечник, чем у наземных млекопитающих того же размера, — адаптация к полету; следовательно, меньше время переваривания пищи и меньше анаэробный объем кишечника. Такие условия благоприятны для транзиторных микробов окружающей среды. В сочетании со способностью преодолевать большие расстояния и относительно большой продолжительностью жизни это делает летучих мышей вероятными переносчиками не только вирусов, но и бактерий.

Ученые из Донского государственного технического университета (Ростов-на-Дону), Центра генетики и наук о жизни университета «Сириус» и Маастрихтского университета (Нидерланды) проанализировали микробиоту кишечника насекомоядных летучих мышей — рыжей вечерницы Nyctalus noctula (30 особей) и двухцветного кожана Vespertilio murinus (29 особей), которых предоставили реабилитационные центры для рукокрылых из Ростова-на-Дону и Москвы. (В этих центрах животные получают питание, ветеринарную помощь, их погружают в контролируемую спячку при низкой температуре, а весной выпускают.) В качестве эталона для сравнения в исследование были включены фруктоядные очковые листоносы Carollia perspicillata из Московского зоопарка, распространенные в Центральной и Южной Америке (30 особей); микробиота этого вида летучих мышей изучалась ранее.

Микробиомы исследовали с помощью метагеномного секвенирования участков V3–V4 генов бактериальной 16S рРНК, затем проводили таксономическую идентификацию и расчет относительной численности микроорганизмов.

Показатели альфа- и бета-разнообразия микробиомов насекомоядных и фруктоядного вида рукокрылых существенно различались, тогда как различия между микробиомами рыжей вечерницы и двухцветного кожана были менее выраженными. Это подтверждает, что микробиота кишечника летучих мышей не является строго видоспецифичной и в значительной степени зависит от типа питания.

В микробиоте кишечника насекомоядных летучих мышей, обитающих рядом с человеком, исследователи обнаружили микроорганизмы, потенциально патогенные для человека и животных, такие как Bacteroides, Enterobacter, Clostridiaceae, Enterococcus, Ureaplasma, Faecalibacterium и Helicobacter, а также молочнокислые бактерии — Pediococcus, Lactobacillus, Lactococcus и Weisella. Все эти роды бактерий, за исключением Bacteroides и Weisella, значительно реже встречались у очкового листоноса.

Рукокрылые могут участвовать в распространении бактериальных генов устойчивости к антибиотикам в городских районах, подчеркивают авторы статьи; лекарственно-устойчивые бактерии были обнаружены у летучих мышей в Бразилии, Габоне и других странах.

Интересно, что в образцах микробиома C. perspicillata были обнаружены цианобактерии, что, очевидно, связано с их диетой. Аналогичный результат получали и другие исследователи, причем только у этого вида фруктоядных.

Среди ограничений исследования авторы отмечают, что у рукокрылых из реабилитационных центров пробы отбирали после спячки. Это могло снизить разнообразие микробиоты, повысить представленность таксонов, толерантных к низким температурах.

На вопросы PCR.NEWS отвечает первый автор статьи Игорь Попов, младший научный сотрудник факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина» ДГТУ и направления «Иммунобиология и биомедицина» НТУ «Сириус».

Расскажите, пожалуйста, что за центры реабилитации летучих мышей, зачем они нужны?

Летучих мышей демонизируют, в особенности в последнее время, но они являются важным звеном в экологии городов и очень важны для сельского хозяйства. Российские летучие мыши — насекомоядные, они уничтожают множество вредителей сельскохозяйственных культур.

Мы провели исследование на базе двух центров реабилитации, один в ДГТУ, другой в Московском зоопарке. В этих центрах реабилитации спасают летучих мышей, найденных в черте городов и за их пределами. К сожалению, летучие мыши иногда выбирают неподходящие места для спячки и могут мешать жильцам домов. Если вы нашли летучую мышь у вас дома или на работе, пожалуйста, свяжитесь с нами через группу ВКонтакте, и наши специалисты расскажут, как передать животное в центры реабилитации.

Взвешивание. Фото: Юлия Чеботарева

Не опасно ли брать летучих мышей в руки? В соцсетях часто постят фотографии тех же рыжих вечерниц, которых держат рукой без перчатки, — это нормально?

Дикие животные всегда представляют опасность для людей до тех пор, пока не доказано обратное. Поэтому голыми руками брать рыжих вечерниц нельзя, особенно если у них есть признаки инфекции. В центре реабилитации ДГТУ работают ветеринарные врачи, которые согласно ветеринарным и санитарным протоколам оказывают помощь животным. Мы настоятельно просим при обнаружении летучих мышей связываться с нашими специалистами.

Вы прошли наш курс по анализу данных NGS. Пригодились ли Вам полученные знания в этом исследовании?

Свой путь в биоинформатике я как раз начал с вашего курса. Я и мой брат Илья Попов (соавтор работы) были студентами первого потока. Честно могу сказать, что у нас не получилось бы провести это исследование к настоящему моменту, если бы мы не получили знания на вашем курсе. Я его рекомендую всем начинающим исследователям в этой области.

Исследования ученых ДГТУ проводятся в рамках проекта РНФ № 23-14-00316 «Особенности иммунной системы и кишечной микробиоты рукокрылых как основы прогнозирования новых инфекций».

У летучих мышей быстро эволюционируют связанные с иммунитетом и раком гены