Мы - социальные существа: как и микробы в наших микробиомах
Пандемия COVID-19 напомнила нам про то, что при социальных взаимодействиях передаются патогены. Но распространяют ли люди и "хорошие" микроорганизмы? Очень даже да, утверждает группа биологов, изучающих связь между микробиомом и здоровьем.
В недавней статье в журнале Cell они объясняют, почему "социальный микробиом" - микробное метасообщество, связанное с социальными отношениями между людьми или животными, - заслуживает внимания. Хотя известно, что социальные взаимодействия определяют передачу патогенов, вклад социально передаваемых мутуалистов и комменсалов, ассоциированных с хозяином, в здоровье и заболевания хозяина остается малоизученным. Исследователи отмечают, что обмен микроорганизмами может играть определенную роль в уязвимости и устойчивости людей к инфекционным и неинфекционным заболеваниям. "Когда мы думаем о факторах, влияющих на микробиом, на ум чаще всего приходят диета и антибиотики", - говорит ведущий автор исследования Амар Саркар из Гарвардского университета. "Но тот факт, что наши социальные взаимодействия также влияют на микробиом, не так хорошо оценен".
Исследователи впервые представили концепцию социального микробиома в статье, опубликованной в 2020 году в журнале Nature Ecology and Evolution. В ней Саркар и соавторы предположили, что социальный микробиом можно рассматривать как своего рода архипелаг, где каждый из нас является "островом", на котором обитает определенный набор микробов. Мы делимся своими микробами друг с другом, подобно тому, как птицы или насекомые рассеиваются по островам. В своем последнем анализе авторы рассматривают вклад социально передаваемых микроорганизмов как в экоэволюционные процессы микробиомного сообщества (колонизационная резистентность, эволюция вирулентности и реакции на экологические нарушения), так и в процессы, основанные на передаче микроорганизмов (передача микробов с метаболическими и иммунными эффектами, межвидовая передача, передача резистентных к антибиотикам микроорганизмов и передача вирусов).
Сосредоточившись на микробиоме кишечника и его влиянии на общее состояние здоровья, исследователи предлагают анализ социальной передачи микробов на пяти уровнях, каждый из которых увеличивается в экологическом масштабе. Они варьируют от взаимодействия "хозяин-хозяин", которое распространяется через прямой контакт между людьми, например, объятия и прикосновения, до межвидового микробного взаимодействия - вспомните наши тесные связи с домашними животными.
Социальная передача микроорганизмов может происходить от родителей к младенцу в раннем возрасте, а также при прямом и косвенном контакте с другими людьми на протяжении всей жизни. Именно поэтому совместное проживание в семье приводит к значительному обмену штаммами микроорганизмов между членами семьи. Исследователи ссылаются на результаты исследований, показавших, что люди, живущие в семье, имеют значительную долю общих штаммов микроорганизмов в кишечнике, и что деревни можно различать на основе их социальных микробиомов.
По мнению исследователей, важность микробных связей для здоровья человека - это область с огромным потенциалом для открытий. Многие хронические заболевания, исторически считавшиеся "неинфекционными", в том числе болезни обмена веществ, сердечно-сосудистые заболевания, аутоиммунные расстройства и некоторые виды рака, теперь изучаются на предмет их микробных причин и взаимосвязей. Во многих случаях было показано, что микробы, определяющие восприимчивость к заболеваниям или реакцию на лечение, могут передаваться по наследству.
"Если микробы, способствующие развитию заболеваний, могут передаваться между людьми, то некоторые неинфекционные заболевания на самом деле могут иметь инфекционный компонент", - считает Саркар. "Хотя это может быть потенциально тревожной мыслью, микробы, передающиеся по социальным каналам, могут помочь защитить и от этих заболеваний". Например, исследования показали, что мыши, живущие в одной клетке, могут передавать микробы, которые повышают устойчивость к колиту или улучшают их реакцию на терапию рака. "Мы наблюдаем случаи, когда социальная передача микроорганизмов защищает от заболеваний, и случаи, когда она способствует их развитию, но необходима дальнейшая работа по изучению этих эффектов на людях", - добавляет Саркар. "Основные задачи заключаются в том, чтобы точно определить микробы и условия передачи, контролирующие эти эффекты, снижающие и повышающие риск, понять, как они работают, и в конечном итоге использовать их в наших интересах".
Исследователи рассмотрели влияние социального микробиома на использование антибиотиков. Воздействие антибиотиков можно рассматривать как нарушение экосистемы микробиома, подобно тому, как пожары нарушают лесные экосистемы. Изменение микробиома кишечника, иногда на длительный срок, может повысить риск развития острых инфекций, таких как Clostridioides difficile. Социальное взаимодействие после приема антибиотиков может помочь микробиому восстановиться после таких нарушений, вызванных антибиотиками.
Авторы также обратили внимание на глобальную проблему возникновения и распространения антибиотикорезистентных микробов в результате использования антибиотиков. По словам авторов, передача таких микробов может иметь больше социальных компонентов, чем это принято считать в настоящее время. Например, люди, живущие в одном доме, могут заразиться друг от друга антибиотикорезистентными микробами, если кто-то из них находится на длительном лечении антибиотиками. Более того, культуры, общества и страны различаются по использованию антибиотиков, что создает "культурно-зависимые ландшафты передачи" для антибиотикорезистентных бактерий.
Эволюционные биологи давно предполагают, что важные преимущества коллективной жизни - такие как защита от хищников, улучшение территориальной обороны и социальное обучение - достигались ценой более высокой передачи патогенов. В своей статье исследователи выдвигают предположение о том, что некоторые виды социального поведения могли также эволюционировать для передачи полезных бактерий между особями. "Социальные взаимодействия могут служить каналами для передачи патогенов, однако известно, что через них передаются и полезные микробы", - говорит Саркар. "Возможно, в некоторых случаях выгоды, приносимые социально передаваемыми мутуалистами, перевешивают издержки, которые несут социально передаваемые патогены. Социальная передача мутуалистов и комменсалов может играть важную, недооцененную роль в социальных детерминантах здоровья и выступать в качестве скрытой силы в социальной эволюции ".
