Согласно новому исследованию, проведенному учеными Weill Cornell Medicine, грибок, обнаруженный в желудке мыши, может быть ключом к эволюции грибков в желудочно-кишечном тракте. Полученные данные свидетельствуют о том, что доклинические исследования до сих пор упускали из виду важный фактор, влияющий на физиологию мышей.
Недавно ученые пришли к пониманию важности микробов, которых часто называют “комменсалами”, которые естественным образом обитают в кишечнике, для здоровья человека и борьбы с болезнями. Например, известно, что бактериальные комменсалы оказывают большое влияние на иммунитет человека; аномальные изменения в этих популяциях связаны с раком, воспалительными заболеваниями и даже депрессией. Однако то, как кишечные грибковые комменсалы влияют на иммунитет, изучено не так хорошо, отчасти из-за отсутствия хорошей модели грибкового комменсализма на мышах.
Новое исследование, опубликованное 27 ноября в журнале Nature, показало, что дрожжи под названием Kazachstania pintolopesii, которые в изобилии содержатся в желудке диких мышей, исключительно хорошо адаптированы к мышам и приносят им пользу, повышая их иммунную защиту от паразитов, хотя они также повышают их уязвимость к некоторым аллергическим реакциям.
“В течение многих лет мы искали настоящего грибкового комменсала у мышей, но популяции грибов у лабораторных мышей, выявленные с помощью анализа грибковой ДНК, как правило, являются временными и сильно варьируются от колонии к колонии”, — сказал старший автор исследования доктор Илиян Илиев, доцент кафедры иммунологии в медицине, член Научного совета. исследователь Института воспалительных заболеваний кишечника имени Джилл Робертс и преподаватель программы аспирантуры по иммунологии и микробиологическому патогенезу в медицинском институте Вейл Корнелл.
В 2019 году команда, возглавляемая соавтором доктором Барбарой Рехерманн из Национального института здравоохранения, обнаружила, что лабораторные мыши-“одичалые”, выращенные с кишечными микробами, подобными микробам диких мышей, лучше справляются с моделированием иммунных реакций человека, чем традиционные лабораторные мыши. Лаборатория доктора Илиева, участвовавшая в этом исследовании, обнаружила значительно более высокие уровни грибковой ДНК в кишечнике этих мышей — величины, превышающие ранее наблюдавшиеся у лабораторных мышей.
“Это стало началом своего рода истории о Шерлоке Холмсе, когда мы отправились на поиски доминирующего гриба, распространив наше исследование на другие популяции мышей”, — сказал доктор Илиев. “А что может быть лучше для поиска диких мышей, чем Нью-Йорк!”
Команда искала признаки наличия грибка в образцах кала и других материалах, предоставленных компаниями по борьбе с вредителями в Нью-Йорке и Лос-Анджелесе, а также приобрела образцы в нескольких исследовательских институтах, которые используют или продают лабораторных мышей. В конечном счете, они определили, что K. pintolopesii очень распространен среди диких мышей, но также часто присутствует в колониях лабораторных мышей, о чем исследователи не подозревают.
“Присутствие или отсутствие этого гриба следует принимать во внимание при проведении многих видов исследований на мышах”, — сказал соавтор исследования доктор Юн Ляо, научный сотрудник лаборатории Илиева.
“K. pintolopesii может полностью изменить результаты эксперимента”, — сказала соавтор исследования доктор Айрис Гао, которая во время исследования была аспиранткой в лаборатории Илиева.
Исследователи обнаружили, что K. pintolopesii может быстро колонизировать желудочно—кишечный тракт лабораторных мышей, надежно передается новорожденным мышам и каким-то образом обходит противогрибковый иммунитет своих хозяев, даже частично подавляя рост других видов грибов — все это указывает на то, что этот гриб эволюционно приспособлен для жизни у мышей и является настоящим средством защиты. симбиозный.
Однако при колебаниях слизи в желудочно-кишечном тракте, вызванных, например, изменением рациона питания или приемом антибиотиков, грибок становится заметным для иммунной системы, активируя выработку цитокина под названием IL-33. Этот цитокин, в свою очередь, запускает так называемый иммунный ответ “2-го типа”. Команда обнаружила, что гриб симбиотически приносит пользу своим хозяевам, подавляя другие грибы и защищая их от глистов благодаря усиленному иммунному ответу 2-го типа, но, с другой стороны, он усугубляет пищевую аллергию.
“Если вы используете мышей для исследования аллергии, паразитарных инфекций, развития рака или любой другой области, где важны иммунные реакции 2-го или 17-го типа, то этот грибок может быть важным фактором, который вы не должны упускать из виду”, — сказал доктор Илиев.
Хотя исследование предполагает, что K. pintolopesii является хорошей моделью грибкового комменсализма, оно также поднимает важные вопросы: является ли этот гриб нормальным компонентом микробиоты мышей, который всегда должен присутствовать у лабораторных мышей, особенно для исследований, касающихся иммунологии? Существует ли комменсальный гриб, который играет аналогичную роль в укреплении иммунитета 2-го типа у человека?
Доктор Илиев и его лаборатория в настоящее время ищут ответы на эти вопросы в образцах, собранных по всему континенту, в рамках исследовательского сотрудничества, организованного лабораториями нескольких учреждений, включая Институт Брода, Национальный институт здравоохранения и Государственный университет Пенсильвании.
Многие врачи и ученые Weill Cornell Medicine поддерживают отношения и сотрудничают с внешними организациями для содействия научным инновациям и предоставления экспертных рекомендаций. Учреждение публикует эти данные для обеспечения прозрачности. Эту информацию смотрите в профиле доктора Илияна Илиева.
Это исследование было поддержано Национальным институтом диабета, болезней органов пищеварения и почек, Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний и Национальным институтом рака, входящими в состав Национальных институтов здравоохранения, посредством грантов под номерами R01DK113136, R01DK121977, R01AI178683 и R01CA286920. Дополнительная поддержка была оказана премией Ирмы Т. Хиршл «Профессиональный ученый», премией Кеннета Райнина «Инноватор», премией Фонда Берроуза Wellcome Fund «Исследователь патогенеза инфекционных заболеваний» (PATH), Институтом исследования рака Ллойда Дж. Премия «Старая ЗВЕЗДА» и программа Канадского института перспективных исследований «Грибковое царство: угрозы и возможности».
Источник: Доктор Илия Д. Илиев, гастроэнтерология и гепатология, Высшая школа медицинских наук, Институт исследований воспалительных заболеваний кишечника имени Джилл Робертс, Исследования, Новости WCM
