Патологическое партнерство сальмонеллы и дрожжей в кишечнике

Новости сегодня - Патологическое партнерство сальмонеллы и дрожжей в кишечнике

Исследователи из Иллинойсского университета в Чикаго обнаружили, что распространённый кишечный дрожжевой грибок Candida albicans может способствовать проникновению Salmonella Typhimurium в кишечник и его распространению по организму. При взаимодействии с ним белок сальмонеллы SopB побуждает дрожжевой грибок высвобождать аргинин, который активирует механизм проникновения сальмонеллы в организм и подавляет сигналы воспаления.

Кишечные микробы формируют здоровье человека, контролируя резистентность к колонизации, иммунную тренировку, пищеварение и передачу сигналов, достигающих отдаленных органов. Бактерии доминируют как по распространенности, так и по исследовательскому интересу, в то время как роль вирусов и грибков остается менее определенной.

Измененный состав микобиома наблюдается при многих желудочно-кишечных заболеваниях, а интеграция грибов в экологию кишечника и во взаимодействие с комменсальными и патогенными бактериями остается в значительной степени неизученной.

Нетифозные сальмонеллы входят в число наиболее изученных кишечных патогенов, ежегодно инфицируя около 100 миллионов человек. У здоровых людей обычно наблюдается локальная воспалительная диарея, тогда как у пациентов с ослабленным иммунитетом существует риск распространения инфекции на периферические органы.

Для колонизации кишечника необходима конкуренция с резидентными микроорганизмами, а комменсальные грибы встречаются у всех исследованных видов млекопитающих, однако вклад микобиома в развитие кишечной инфекции остается в значительной степени неизученным.

Candida albicans часто колонизирует слизистые оболочки человека, обнаруживаясь в кишечнике более чем у 60% здоровых людей. Обычно ведёт себя как комменсальный микроорганизм, обладая патогенным потенциалом, особенно у пациентов с иммунодефицитом. Ключевым признаком вирулентности является изменение морфологии с дрожжевой на гифы, проникающие в эпителий.

Сообщалось о связи с воспалительными заболеваниями кишечника , в частности, с болезнью Крона. C. albicans не может вызывать воспаление кишечника, а, как было показано, усугубляет его. Как сальмонелла, так и C. albicans размножаются в условиях воспалительных заболеваний кишечника, и C. albicans, вероятно, присутствует в кишечнике многих пациентов на момент заражения сальмонеллой.

В исследовании «Комменсальные дрожжи способствуют вирулентности Salmonella Typhimurium», опубликованном в журнале Nature, исследователи изучили межцарственные взаимодействия, чтобы определить, как Candida albicans влияет на колонизацию сальмонелл, системное распространение и воспалительные реакции хозяина.

Когорты мышей включали штаммы C57BL/6 и CBA/J, предварительно обработанные стрептомицином и не подвергавшиеся воздействию антибиотиков. В качестве дополнительных моделей использовались стерильные мыши и мыши с изменённой флорой Шедлера. В исследованиях in vitro использовались линии эпителиальных клеток толстой кишки человека T84 и Caco2.

Исследователи провели два вида тестов на мышах: один с антибиотиком-праймером, а другой, где мышей сначала колонизировали Candida albicans без антибиотиков. Инфекции проводили в соотношении сальмонелл и кандид 10:1 с контролем через 24, 48 и 72 часа на наличие бактерий в кишечнике, распространение на селезенку и печень, а также на потерю веса. У некоторых мышей не было микробов или они содержали восьмичленную измененную флору Шедлера. Питьевая вода иногда содержала 2% L-аргинина с pH 7 или 20 мМ L-лизина.

В лабораторных чашках Петри линии клеток толстой кишки человека T84 и Caco2 подвергали воздействию сальмонелл при MOI=1 в течение двух часов, как отдельно, так и вместе с живыми грибами рода Candida в том же соотношении 10:1, при этом в качестве контроля использовались убитые нагреванием грибы рода Candida и курдлан. Связывание между микробами измеряли методами седиментации и микроскопии, а также методом восстановления маннозы.

Генетические тесты удалили у сальмонелл части, отвечающие за связывание и секрецию, а также транспортер аргинина. У линий Candida выработка аргинина отсутствовала или была восстановлена.

Показания включали секвенирование РНК с анализом путей, ОТ-ПЦР для генов инвазии и аргинина, репортеров SPI-1 отдельных клеток, метаболомику аминокислот в культурах и содержимом кишечника мышей, тесты супернатантов совместной культуры на инвазию, секвенирование ITS и 16S микробиоты, а также показатели хозяина, такие как экспрессия генов , сывороточные цитокины, инфильтрация нейтрофилов и оценки патологии.

Наличие грибов рода Candida в кишечнике приводило к увеличению количества сальмонелл в толстом кишечнике и попаданию большего количества бактерий в селезенку и печень, что приводило к большей потере веса у мышей с сопутствующей инфекцией. Кандида также способствовала проникновению сальмонелл в клеточные линии толстой кишки человека. Анализ генов показал, что механизм инвазии сальмонелл включается вблизи Candida.

Совместные культуры содержали миллимолярный аргинин, и добавление одного L-аргинина дозозависимо усиливало инвазию, в то время как мутантный белок переносчика аргинина не реагировал на Candida. Candida, не вырабатывающая аргинин, также не усиливала инвазию сальмонелл или колонизацию кишечника, а ревертант ARG4 восстанавливал этот эффект.

SopB активировал гены биосинтеза аргинина Candida и высвобождение аргинина, а удаление sopB устраняло этот эффект.

У коинфицированных мышей наблюдалось снижение воспалительных сигналов, таких как IL17, Cxcl1, сывороточный IFNγ и приток нейтрофилов. 2% L-аргинина в питьевой воде имитировало это снижение и увеличивало распространение в органы, а L-лизин частично обращал вспять изменения, вызванные Candida.

Авторы приходят к выводу, что колонизация C. albicans является фактором восприимчивости к инфекции Salmonella, а аргинин выступает в качестве ключевого метаболита, связывающего грибок, бактерию и хозяина. Результаты указывают на то, что продукция аргинина у грибов рода Candida, обусловленная SopB, усиливает программу инвазии Salmonella, одновременно смягчая воспалительные сигналы хозяина.

Распространенность C. albicans у пациентов, инфицированных Salmonella Typhimurium, остаётся неясной. В упомянутом исследовании, проведённом в Камеруне, сообщалось о четырёхкратном росте числа рецидивов брюшного тифа и паратифов у пациентов с колонизацией Candida. Авторы предлагают противогрибковую терапию в качестве потенциального варианта для уязвимых групп.

Новости партнеров: