microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Клостридии обеспечивают себе питание и устраняют конкурентов
Клостридии обеспечивают себе питание и устраняют конкурентов

Автор/авторы:
share
390
backnext
C. difficile

Воспаление кишечника, вызванное токсинами Clostridioides difficile, приводит к высвобождению доступных для патогена сахаров и аминокислот и подавлению компонентов нормальной микрофлоры, конкурирующих с клостридиями за питательные вещества.

   Поражения кишечника при инфекции C. difficile обусловлены воспалением, опосредованным двумя бактериальными токсинами: TcdA и TcdB. Ученые из США предположили, что воспаление выгодно клостридиям, так как оно создает благоприятную среду, обогащенную питательными веществами.

   Для проверки гипотезы ученые смоделировали инфекцию C. difficile на мышах и определили, каким образом в ответ на воспаление изменяются метаболизм бактерии, экспрессия генов в тканях хозяина и структура кишечной микробиоты. Мышей заражали лабораторным штаммом C. difficile дикого типа либо штаммом C. difficile, не способным производить токсины (tcdR), и наблюдали в течение 4 дней. Гистопатологический анализ выявил значительно более сильные поражения слепой кишки у мышей, получивших C. difficile дикого типа, по сравнению с группой tcdR. Мутантные клостридии не производили активных токсинов в количестве, достаточном для развития сильного воспаления.

   Столь радикальные изменения окружающей среды должны были отразиться в транскриптоме C. difficile. Анализ данных РНК-секвенирования показал, что изменения генной экспрессии происходят в обоих штаммах и накапливаются со временем: у бактерии дикого типа повышалась экспрессия 249 генов и снижалась экспрессия 155 генов на 4 день после заражения по сравнению со 2 днем.

   В воспалительных условиях у клостридий дикого типа происходила апрегуляция генов, ответственных за метаболизм углеводов и аминокислот, что говорит о расширении спектра потребляемых питательных веществ. Кроме того, повышалась экспрессия предположительных путей защиты от антимикробных пептидов. В кишечнике мышей, зараженных C. difficile дикого типа, увеличивалась экспрессия генов, связанных с секрецией пептидов и протеолизом, в том числе множественных матриксных металлопротеиназ, разрушающих коллаген. Именно эти процессы могут давать дополнительные питательные вещества для клостридий. В частности, при распаде коллагена становятся доступными пролин и гидроксипролин.

   Эксперименты in vitro показали, что обработка клеток млекопитающих клостридиальными токсинами приводит к деградации коллагена. Более того, культура C. difficile успешно растет на минимальной среде, в которую вместо пролина добавлен разрушенный коллаген.

   Известно, что в норме кишечная микробиота формирует негостиприимную среду для клостридий. Ученые предположили, что воспаление, вызванное токсинами C. difficile, подавляет компонентны микробиоты, противостоящие клостридиям. Секвенирование гена 16S рРНК в образцах слепой кишки инфицированных мышей и последующие микробиологические эксперименты показали, что в присутствии C. difficile дикого типа снижается доля бактерий рода Bacteroides — главных конкурентов клостридий за пролин и гидроксипролин.

   Заражение мышей эпидемическим штаммом C. difficile R20291 давало ту же транскриптомную и микробиомную картину, что и эксперименты с лабораторными штаммами. Таким образом, воспаление, вызванное токсинами C. difficile, активирует матриксные металлопротеиназы хозяина, что приводит к высвобождению питательных веществ. При этом создается среда, неблагоприятная для бактерий-конкурентов.

«Мне всегда казалось интересным, что C. diff вызывает такое интенсивное воспаление. Наше исследование показало, что это воспаление может вносить вклад в персистенцию C. diff в кишечнике, продлевая инфекцию», — говорит первый автор работы Джошуа Флетчер, сотрудник Университета штата Северная Каролина.

  Статья опубликована в Nature Communications volume 12, Article number: 462 (2021)

Источник:

pcr.news

Вам также может быть интересно
Комментариев: 0
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up