Новости

Отдельные люди, более привлекательные для комаров, получают больше всего укусов, что приводит к повышенному риску заражения часто смертельными трансмиссивными заболеваниями, включая малярию.    Привлекательность человека для комаров частично определяется микробиомом нашей кожи, который вносит свой вклад в различия в летучих органических соединениях (ЛОС) в запахе тела. В кожных выделениях содержится более 500 ЛОС, включая кислоты, спирты, альдегиды, эфиры и кетоны. Комары Anopheles, которые переносят малярию, демонстрируют электрофизиологические и поведенческие реакции на некоторые из этих ЛОС, включая гептаналь, молочную кислоту, пропановую кислоту и 1-октен-3-он. Для использования в ловушках для комаров были разработаны синтетические запаховые смеси, содержащие ЛОС человека, что принесло определенный успех.    Было показано, что бактерии, естественно обитающие на коже, способствуют появлению запаха тела, производя микробные летучие органические соединения (МЛОС), которые могут влиять на привлекательность для комаров. Кожные бактерии катаболизируют аминокислоты и липиды в выделениях организма в короткоцепочечные карбоновые кислоты. Было показано, что пот, инкубированный с бактериями, более привлекателен для Anopheles gambiae, чем свежевыделенный пот. Специфические ЛОС, производимые бактериями на коже, были идентифицированы и протестированы на привлекательность для комаров, а летучие вещества были ассоциированы с привлекательностью для комаров. Наше исследование идет дальше, связывая микробиом кожи, запах тела и привлекательность для комаров, предсказывая метаболические пути и, следовательно, выясняя механизмы, которые приводят к разной привлекательности.    Бутановая кислота, углекислый газ, молочная кислота и пропановая кислота в совокупности вызывают привлечение Anopheles. С другой стороны, люди, менее привлекательные для Aedes aegypti, выделяют более специфические репеллентные летучие вещества, включая альдегиды (деканал, октанал, нонанал) и кетоны (геранилацетон и 6-метил-5-гептен-2-он), и современные данные свидетельствуют о том, что они являются естественными репеллентами. Дальнейшее понимание привлекательных и репеллентных МЛОС может привести к разработке репеллентов от комаров с различными способами действия или быть использовано для улучшения существующих систем "push-pull", которые включают соединения для отпугивания комаров от хозяев и аттрактанты для заманивания их в ловушки.   Многие факторы способствуют изменению привлекательности для комаров, включая возраст, диету, пол, беременность, личную гигиену и заражение паразитами. В некоторых случаях эти изменения связаны с различиями в разнообразии микробиома кожи. Существуют также доказательства того, что привлекательность для комаров частично находится под генетическим контролем, и была выдвинута гипотеза, что гены человека могут влиять на привлекательность через формирование состава микробиома кожи. Поскольку неоднородность укусов комаров у разных людей может иметь значительные эпидемиологические последствия, важно понять роль микробиома кожи в дифференциации привлекательности.   В настоящее время роль микробиома кожи в привлекательности человека для комаров до конца не изучена. Изучение различий в обилии родов бактерий на коже у разных людей имеет решающее значение для понимания того, связаны ли различия в привлекательности с различиями в микробиоме кожи. Применение методов химической экологии для определения МЛОС в запахе тела и соотнесение их с бактериями на коже может быть использовано для выявления интересующих нас родов бактерий.    Цель данного исследования заключалась в выявлении дифференциально распространенных родов бактерий между слабо- и высокопривлекательными группами, а затем в прогнозировании метаболических путей, участвующих в производстве запаха тела и привлекательности для комаров Anopheles. Результаты   В данном исследовании мы изучили, как состав микробиома кожи женщин отличается в зависимости от уровня привлекательности для комаров Anopheles coluzzii, чтобы определить летучие вещества в запахе тела и метаболические пути, связанные с лицами, которые, как правило, мало привлекательны для комаров. Мы использовали поведенческие тесты для измерения привлекательности участников для комаров An. coluzzii, секвенирование ампликонов 16S рРНК бактерий, отобранных с кожи, и газовую хроматографию летучих веществ в запахах тела.    Мы обнаружили различия в составе микробиома кожи между группами с низкой и высокой привлекательностью, в частности, восемь вариантов ампликонных последовательностей (ASVs), принадлежащих к филам Proteobacteria, Actinobacteria и Firmicutes. Количество ASVs стафилококка 2 в четыре раза выше в высокопривлекательной группе по сравнению с малопривлекательной. Были обнаружены связи между этими ASVs и летучими веществами, которые привлекательны для комаров Anopheles. У малопривлекательных участников по сравнению с были обогащены пропаноиновые пути.Выводы   Наши результаты показывают, что различия в привлекательности людей для комаров связаны с составом кожной микробиоты, что может улучшить запаховые ловушки или другие средства борьбы с переносчиками инфекций нового поколения.

Когда человек впервые в жизни сталкивается с бактериями?     Этот вопрос имеет противоречивые ответы. В течение десятилетий считалось, что микросреда плода лишена каких-либо бактерий, эта идея известна как гипотеза стерильного чрева. Однако недавние исследования выявили жизнеспособные бактерии в кишечнике плода. Эти исследования также предполагают, что присутствие определенных бактерий в кишечнике плода является целенаправленным, поскольку они вызывают полезные реакции у хозяина. Если бактерии действительно могут взаимодействовать с млекопитающими до рождения, последствия могут быть далеко идущими, поэтому необходимо изучить цель и результаты такого взаимодействия.    Гипотеза о стерильном чреве основана на исследованиях, в которых использовались методы культивирования бактерий и не было обнаружено бактерий в плаценте, амниотической жидкости или меконии (самый ранний стул младенца млекопитающего) при здоровой беременности после высева этих образцов в бактериологические среды. Однако культуральные методы, используемые в этих исследованиях, ограничены в своей способности улавливать разнообразные виды бактерий, составляющих микробиоту кишечника. Начало 2000-х годов ознаменовалось развитием технологий секвенирования следующего поколения (NGS), которые позволяют выявлять труднокультивируемые бактерии с низкой численностью в образцах, преодолевая тем самым ограничения традиционных методов, основанных на культивировании.     Исследования с использованием NGS выявили различные виды бактерий, такие как Firmicutes, Tenericutes, Proteobacteria, Bacteroidetes и Fusobacteria в фетальной среде. Однако многие исследования на основе NGS подверглись критике за отсутствие надлежащего экспериментального контроля, чтобы убедиться, что бактериальные сиквенсы, обнаруженные в эмбриональной среде, не являются контаминантами самого процесса секвенирования. Более того, подходы на основе секвенирования обнаруживают бактериальную ДНК, которая не всегда указывает на присутствие живых бактерий; следовательно, это не является прямым доказательством присутствия жизнеспособных бактерий в кишечнике плода. Даже если присутствие бактерий в кишечнике плода обнаружено, это не обязательно свидетельствует о колонизации до рождения, если присутствие бактерий преходящее, а не постоянное.    Пренатальная бактериальная колонизация возможна только в том случае, если материнская микробиота может пересечь плацентарный барьер и колонизировать новорожденного. Исследования беспозвоночных, таких как комары и жуки, подтверждают теорию предродовой бактериальной колонизации. Бактерия Wolbachia - это природный эндосимбионт, передающийся по материнской линии и встречающийся у многих членистоногих. Когда эту бактерию искусственно вводят комару Aedes aegypti, она устанавливает симбиоз с комаром, передается от материнского комара к потомству и усиливает базовый иммунный ответ и устойчивость комара к патогенным инфекциям в разных поколениях. У красных мучных жуков некоторые патогенные бактерии (Escherichia coli, Micrococcus luteus или Pseudomonas entomophila) передаются из репродуктивной системы матери в развивающийся эмбрион. Колонизация этих патогенов перед рождением посредством материнского переноса обеспечивает повышенный иммунитет против инфекций, вызываемых этими бактериями у эмбрионов. Эти исследования ясно демонстрируют преимущества колонизации перед рождением в развивающихся эмбрионах беспозвоночных.    Два отдельных исследования на людях предоставляют убедительные доказательства того, что жизнеспособная бактериальная колонизация происходит у плода и является полезной. В одном из исследований с помощью сканирующей электронной микроскопии со сверхразрешением были выявлены бактериоподобные структуры в меконии плода при прерванной беременности. С помощью секвенирования и культуральных подходов в среде плода было выявлено несколько видов бактерий. Один из видов, идентифицированных в этом исследовании, Micrococcus luteus, длительное время сохраняет жизнеспособность внутри клеток моноцитов и вызывает выработку цитокинов фетальными антигенпрезентирующими клетками, которые способствуют развитию кишечных макрофагов (GM-CSF и G-CSF) и обеспечивают толерогенную/противовоспалительную среду (IL-10) у человека.    В другом исследовании были выделены живые штаммы бактерий Staphylococcus и Lactobacillus из кишечника, кожи, плаценты и легких плодов во 2-м триместре беременности. Эти бактерии активируют Т-клетки в брыжеечных лимфатических узлах, первичной лимфоидной ткани плода, что позволяет предположить потенциальную роль этих бактерий в индуцировании реакции Т-клеток памяти у плода еще до рождения - процесс, называемый иммунным праймингом.   Известно, что антибиотики влияют на местные бактерии, живущие в кишечнике, и сильно коррелируют с многочисленными долгосрочными негативными последствиями у людей, включая ожирение, аномалии поведения, аллергию, аутоиммунитет и другие заболевания. Также распространенной практикой является назначение антибиотиков при рождении недоношенным и другим доношенным младенцам до появления клинических признаков бактериальной инфекции. Однако, если теория бактериальной колонизации до рождения ребенка верна, то микробиота кишечника, которая колонизирует плод до рождения, может пострадать от лечения антибиотиками при рождении, а также от лечения антибиотиками беременных, так как это может повлиять на передачу местных бактерий кишечника матери плоду.   Хотя споры о том, происходит ли бактериальная колонизация до рождения у человека или нет, все еще продолжаются, по крайней мере, некоторые недавние исследования беспозвоночных и людей показывают, что это возможно. Будущие исследования должны быть направлены на разрешение споров вокруг бактериальной колонизации до рождения, используя надежные экспериментальные подходы для преодоления недостатков, связанных с предыдущими исследованиями, и критически изучить, когда человек впервые в жизни взаимодействует с бактериями, и почему это взаимодействие важно.Исследование микробиома имеет фундаментальное значение для здоровья и экосистем.