Защитное действие кишечной микробиоты зависит от места жительства

Ранее уже много раз показывали, что состав кишечной микробиоты у проживающих в разных странах людей может существенно различаться. В то же время в работах, посвященных вкладу кишечных микроорганизмов в сопротивляемость человека к инфекциям, как правило, рассматривается микробиота только одной популяции.

Ученые из США и Гватемалы показали, что межпопуляционные различия в микробиоте кишечника влияют на чувствительность мышей к инфекции Citrobacter rodentium. Эта бактерия — возбудитель кишечных расстройств у грызунов, на котором часто моделируют инфекцию Escherichia coli у человека. Авторы работали и подсадили мышам, лишенным собственной микрофлоры кишечника, человеческую кишечную микробиоту от 30 доноров, проживающих в трех странах — Гватемале, США и Фиджи, по десять доноров из каждой страны.

Сначала ученые показали, что микробиомы гуманизированных мышей действительно соответствуют микробиомам людей-доноров. Далее они проанализировали способность этих мышей сопротивляться инфекциям, вызванным C. rodentium и Listeria monocytogenes. Выяснилось, что у мышей, получивших микробиоту от доноров из Гватемалы, иммунный ответ на C. rodentium развивался быстрее всего— уже на пятый день, в то время как у мышей, получивших микрофлору от жителей Фиджи или США, иммунный ответ регистрировали только на девятый день.

Кроме того, «гватемальские» мыши выделяли в составе фекалиев меньше всего бактерий C. rodentium. Гистологическое исследование подтвердило, что у мышей с микрофлорой из Фиджи и США, но не Гватемалы, в ответ на заражение C. rodentium в кишечнике развивается гиперплазия крипт, что свидетельствует о более тяжелом протекании инфекции. Дальнейшие исследования показали, что мыши с микробиотой с Гватемалы оказались более резистентны к C. rodentium за счет исходно более высокого уровня воспаления. Анализ кишечника этих мышей выявил в них повышенный уровень провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкины 17 и 22, а также интерферон гамма.

Иммунный ответ на C. rodentium, E. coli и другие внеклеточные бактерии часто опосредован T-хелперами 17 (Th17). Авторы исследования проверили, как мыши с микробиотой различного происхождения отреагируют на инфекцию L. monocytogenes, которая вызывает Th1-опосредованный иммунный ответ. Все мыши отвечали на инфекцию одинаково, и авторы заключили, что географические отличия в сопротивляемости к кишечным инфекциям, скорее всего, ограничены сигнальным путем Th17.

Примечательно, что совместное содержание устойчивых к C. rodentium и подверженных инфекции мышей приводит к развитию резистентности у всех особей. Ученые держали мышей, гуманизированных микрофлорой людей из Гватемалы и из Фиджи, в одном вольере. Через две недели «фиджийские» мыши по способности сопротивляться инфекции не уступали «гватемальским». Таким образом, передача микробиоты действительно может обеспечивать резистентность к некоторым инфекциям.