Пищевые предпочтения протистов определяют их взаимодействие с бактериями и влияют на иммунитет хозяина.
Наряду с бактериями, грибками и другими организмами, живущими в нашем кишечнике, существуют одноклеточные микроорганизмы с ядрами, называемые протистами. Исследование, проведенное на мышах, чьи протисты родственны некоторым, встречающимся в организме человека, показывает, как недостаточно изученные пищевые предпочтения этих организмов определяют конкуренцию с другими организмами в микробиоме и влияют на иммунные реакции хозяина. Работа, опубликованная 13 декабря в журнале Cell, демонстрирует различия между видами протистов, обитающих в кишечнике, и подчеркивает растущее понимание их влияния на здоровье.
Протисты часто считаются "гражданами четвертого сорта среди микробов, а это не так", - говорит исследователь микробиома Сет Ракофф-Нахум из Бостонской детской больницы. По его словам, это исследование "действительно показывает их важность". Предыдущие исследования показали, что кишечные протисты могут активировать иммунные реакции. Например, у мышей одноклеточный организм Tritrichomonas musculis выделяет молекулу сукцината, которая запускает иммунный ответ в тонком кишечнике, называемый иммунными реакциями (гиперчувствительностью) второго типа. Этот протист также увеличивает количество Т-хелперов 1 (TH1) и Т-хелперов 17 (TH17), которые посылают сигналы другим иммунным клеткам в толстой кишке. Однако мало что известно о разнообразии кишечных протистов, их метаболизме и взаимодействии с другими микробами.
Группа под руководством иммунолога и исследователя микробиома слизистых оболочек Майкла Хауитта из Стэнфордского университета обследовала лабораторных мышей, чтобы выяснить, какие виды протистов могут обитать в их кишечнике. Они выявили вид, похожий на T. musculis, который назвали Tritrichomonas casperi. Поиск данных по ДНК из образцов человеческих фекалий позволил предположить, что близкие родственники этих двух видов живут в организме некоторых людей.
Эксперименты по сравнению этих видов показали, что, как и T. musculis, T. casperi провоцирует выработку TH1 и TH17 клеток в кишечнике. Но недавно описанный вид не выделяет сукцинат и является единственным протистом, который не активирует иммунные реакции второго типа в тонком кишечнике. "Это было первое, что заставило меня обратить на это внимание", - рассказывает Хауитт.
Этот вывод заставил исследователей изучить другие различия между видами. Микробы, живущие в кишечнике, часто питаются продуктами, которые ест хозяин, например растительной клетчаткой, но могут потреблять и другие ресурсы в кишечнике, в том числе слизь, выделяемую клетками кишечника. Кормление мышей различной пищей показало, что T. musculis предпочитает пищевые источники, в то время как T. casperi любит кишечную слизь.
У мышей, в кишечнике которых обитал только T. musculis, также было меньше бактерий, питающихся клетчаткой, чем у контрольных мышей, у которых не было ни одного из видов протистов, а у мышей, в кишечнике которых обитал только T. casperi, был низкий уровень бактерий, потребляющих слизь. Это говорит о том, что протисты конкурируют с бактериями в каждой нише и обычно побеждают. Кроме того, исследователи обнаружили, что доступность различных источников пищи, включая слизь, может влиять на некоторые эффекты T. musculis на иммунные реакции второго типа.
Хауитт надеется, что эта работа вдохновит других исследователей микробиома обратить внимание на протистов в своей работе. "Существует тенденция рассматривать протистов как маленькие плавающие мешочки с сукцинатом", - говорит он. Но "очевидно, что они делают много других вещей и могут влиять на экосистему кишечника и его здоровье".
