Композиционное и функциональное разнообразие грибкового микробиома кишечникаКомпозиционное и функциональное разнообразие грибкового микробиома кишечника
Микобиом кишечника - это небольшой, но крайне важный компонент микробиома кишечника человека.
Кишечные грибы регулируют гомеостаз хозяина, патофизиологические и физиологические процессы, а также формирование бактериального микробиома кишечника. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале The Lancet Microbe, ученые оценили роль кишечного бактериального микробиома и кишечного микобиома в отношении здоровья, патологии и клинического применения. Сложные, взаимные отношения между кишечными грибами, бактериями и иммунитетом хозяина лежат в основе гомеостаза физиологии хозяина, а также патогенеза, прогрессирования и даже терапевтического исхода заболеваний.
Исследования позволили создать основу для изучения того, как грибки кишечника связаны с различными заболеваниями - или, возможно, являются их причиной - и как воздействовать на грибки кишечника для лечения заболеваний, раскрывая ландшафт состава микобиома кишечника у человека. Важно отметить, что имеющиеся открытия в области микобиома не находят широкого применения в клинической практике, и кишечные грибки по-прежнему игнорируются в контексте лечения, основанного на микробиоте.
Согласно исследованиям, проведенным на мышах, изменение состава кишечных грибов путем перорального приема противогрибковых препаратов ухудшало течение аллергического ринита и колита, что указывает на то, что дисбаланс в микобиоме кишечника может играть роль в патогенезе кишечных и внекишечных заболеваний. Подобные сравнения между микобиомами кишечника здоровых людей и пациентов с различными кишечными и внекишечными заболеваниями были зафиксированы во многих исследованиях.
Кроме того, изменения в микобиоме кишечника были причинно-следственно или ассоциативно связаны с возникновением и развитием раковых заболеваний, таких как аденокарциномы толстой кишки и протоков поджелудочной железы. Также была обнаружена связь между изменениями микобиома и возникновением заболевания кишечника "трансплантат против хозяина" (GVHD) после трансплантации аллогенных гемопоэтических клеток.
Многочисленные заболевания, такие как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), GVHD, инфекция C difficile, астма, заболевания печени, шизофрения и COVID-19, были устойчиво связаны с распространением C albicans в микобиоме кишечника. C. albicans чаще обнаруживается в желудке при кишечном воспалении, что приводит к активации противогрибковых Th17 клеток, которые показали также перекрестную реактивность с Aspergillus fumigatus и другими видами грибов. Увеличение популяции Th17 клеток в легких и последующее воспаление дыхательных путей, вызванное таким перекрестным взаимодействием кишечных C.albicans - индуцированных Th17 клеток с грибками, переносимыми по воздуху, подтверждает системную, дистальную связь между кишечными грибками и респираторными заболеваниями.
Чтобы проследить эволюцию экологии микробиома кишечника, в исследовании 2021 года было изучалось количество грибковых и бактериальных видов в кишечнике недоношенных детей. Наблюдалась обратная корреляция между бактериальной и грибковой нагрузкой в кишечнике недоношенных новорожденных, при этом C. albicans препятствовала развитию нескольких доминирующих родов кишечных бактерий во время развития младенца. Исследователи пришли к выводу, что межцарственные направленные взаимодействия между грибками и бактериями могут влиять на формирование микробиома кишечника. Будущие исследования должны подтвердить и широко изучить важность внутри- или межцарственных взаимодействий между грибами и бактериями кишечника, в то время как большинство современных исследований микобиома кишечника при заболеваниях человека направлены на поиск видов грибов, вызывающих заболевания.
Исследования на мышах показали, что моноколонизация C. albicans или S. cerevisiae эффективно устраняет уязвимость к колиту и инфекции вируса гриппа А после уничтожения бактерий-комменсалов кишечника в результате антибиотикотерапии. Более поздние исследования показали, что маннаны (маннан — растительный полисахарид, линейный полимер сахара маннозы - прим.пер.) являются ключевыми посредниками в защитном действии комменсальных грибов. Эти результаты продемонстрировали, что кишечные грибки могут эффективно заменять бактерии, обеспечивая иммунитет против воспалительных и инфекционных заболеваний. Кроме того, было обнаружено, что как у здоровых людей, так и у людей с воспалительными заболеваниями кишечника в сыворотке крови присутствуют антитела против грибкового бета-глюкана и других грибковых антигенов, что указывает на то, что грибки также могут вызывать гуморальный ответ хозяина.
Помимо прямого воздействия на хозяина, грибки кишечника активно взаимодействуют с бактериальными популяциями кишечника. Чтобы повлиять на колонизацию бактерий, грибки кишечника могут вырабатывать антимикробные пептиды и другие метаболиты. Вырабатывая жирные кислоты, бактерии, в свою очередь, контролируют процессы роста и распространения гиф в грибках. Поскольку C. albicans снижает количество растворенного кислорода, C difficile и другие анаэробные бактерии могут легче размножаться. В биоптатах желудка было обнаружено, что C. albicans и Helicobacter pylori взаимодействуют, причем H. pylori существует внутри вакуолей в клетках C. albicans, возможно, чтобы выжить в кислой среде желудка.
Уже научно доказано, что технология трансплантации фекальной микробиоты (FMT) чрезвычайно эффективна при трудноизлечимой инфекции C difficile. С тех пор все большее число клинических исследований используют FMT для лечения целого ряда сопутствующих заболеваний. Однако терапевтическая эффективность была различной у разных людей и заболеваний, а бактериальное приживление не могло объяснить все различия в результатах лечения. Последние исследования подчеркивают важность кишечных грибков в терапии FMT.
Было показано, что лечение флуконазолом успешно предотвращает колонизацию кишечника C. albicans у пациентов с язвенным колитом и снижает индекс активности язвенного колита у животных. Аналогично, у крыс с синдромом раздраженного кишечника фунгициды могут снижать висцеральную гиперчувствительность. Хотя противогрибковые препараты могут непреднамеренно воздействовать на колонизирующие кишечник грибы, например, на полезные виды, все еще трудно лечить другие заболевания, кроме грибковых инфекций, с помощью противогрибковых препаратов широкого спектра действия.
Большое разнообразие кишечных грибов играет различные роли в зависимости от заболевания и контекста, на которые влияют факторы окружающей среды и хозяина, включая негрибковый микробиом, диету, урбанизацию, прием лекарственных препаратов, возраст, генетику и иммунную систему. В будущем возможно использование микобиома кишечника для диагностики заболеваний, прогнозирования и терапевтического вмешательства в рамках подходов точной медицины. Основываясь на фундаментальных, трансляционных и клинических знаниях о микобиоме и микробиоме кишечника и патофизиологии человека, будущие терапевтические пути, нацеленные на микробиом или вдохновленные микробиомом, должны быть революционизированы и приспособлены для синергетического модулирования грибков и бактерий кишечника с целью повышения клинической эффективности.
