Новости

Акне - сложное заболевание, и биологические процессы, лежащие в основе образования прыщей, до конца не изучены.     Считается, что скопление жиров и избыточный рост клеток кожи могут закупоривать поры, что приводит к появлению угрей. Исследователи также знают, что несколько видов бактерий могут жить на коже человека, и некоторые из этих микробов обычно обнаруживаются в жирах, которые присутствуют в закупоренных порах. При этом некоторые из бактерий, живущих на коже, могут быть полезны, в то время как другие типы бактерий являются патогенами. Воспаление также может быть вовлечено в образование акне.    Cutibacterium acnes - один из наиболее распространенных видов бактерий, обитающих на коже человека. Хотя патогенные свойства C. acnes, такие как ее связь с акне вульгарис, были широко описаны, ее полезные аспекты не были достаточно хорошо охарактеризованы. Генетическое секвенирование показало, что различные штаммы C. acnes могут приводить к различным последствиям для кожи; некоторые из них вредны, но другие полезны. Недавно ученые установили, что полезные штаммы C. acnes могут помогать коже защищаться от другого микроорганизма, способного вызывать опасные инфекции, - Staphylococcus aureus. Результаты исследования были опубликованы в Microbiology Spectrum, журнале Американского общества микробиологии.    "Вероятно, C. acnes поддерживает здоровье кожи, подавляя вторжение в кожные ткани таких распространенных патогенов, как S. aureus",    - говорит ведущий автор исследования Аяно Цуру.   В исследовании ученые обратились к широко распространенному организму Caenorhabditis elegans, который представляет собой крошечного червя-нематоду. Его тело имеет своеобразную мембрану, которая может служить моделью человеческой кожи. Исследователи подвергли червей воздействию различных штаммов C. acnes, которые были выделены из образцов человеческой кожи.    Штаммы бактерий можно различать по последовательностям рибосомальных генов, которые могут служить своего рода отпечатками пальцев бактерий; маркеры в рибосомальной РНК могут использоваться для классификации штаммов бактерий по риботипам. Два риботипа C. acnes (RT4, RT8), которые были выделены из кожи с акне, сокращали продолжительность жизни червей. Штамм Anther (RT6), который обычно присутствует на коже людей, не страдающих акне, не сокращал продолжительность жизни червей. Также было обнаружено, что хороший штамм C. acnes удлинял продолжительность жизни червей, подвергшихся воздействию S. aureus, по сравнению с контролем.    Дополнительные исследования показали, что полезные штаммы C. acnes способствовали экспрессии генов иммунной защиты червей. Исследование экспрессии генов позволило предположить, что бактерии способствовали развитию врожденного иммунитета у червей, а не нарушали рост патогенных микробов, считают исследователи. Данное исследование дает представление о влиянии C. acnes на иммунную систему хозяина и его потенциальной роли в экосистеме микробиоты кожи. Авторы надеются, что эта работа поможет ученым разработать пробиотики, способствующие здоровью кожи.

Бактерии постоянно подвергаются атакам бактериофагов.     Исследовательская группа под руководством Мартина Польца, микробиолога из Венского университета, изучила, как бактерии защищаются от вирусных хищников. Исследование показывает, что у бактерий есть сменные генетические элементы, специально предназначенные для защиты от вирусов, что позволяет бактериальной популяции удивительно быстро переключать свой врожденный иммунитет. Вопрос о том, как и насколько быстро бактерии вырабатывают устойчивость к вирусам, имеет огромное значение для разработки фаговых методов лечения бактериальных инфекций. Результаты исследования "Быстрый эволюционный оборот мобильных генетических элементов определяет бактериальную резистентность к фагам" опубликованы в журнале Science.    Будучи микробными хищниками, фаги в значительной степени влияют на формирование разнообразных сообществ микроорганизмов, которые играют важную роль во всех средах, для всех живых организмов, а также для здоровья человека. Кроме того, в связи с растущей резистентностью к антибиотикам, фаги считаются перспективной альтернативой антибиотикам при лечении бактериальных инфекций. "Люди действительно использовали фаги в самом начале для борьбы с бактериями. Однако затем их заменили антибиотиками, поскольку взаимодействие между вирусами и бактериями было еще плохо изучено", - рассказывает Польц. Исследовательский проект, который он инициировал вместе со своей группой в Массачусетском технологическом институте, позволил выяснить суть этого взаимодействия.    "Каждая бактериальная клетка имеет набор защитных генов, которые позволяют ей уничтожать определенные вирусы", - объясняет Польц. "Наше исследование показывает, что эти защитные гены очень быстро обмениваются между бактериальными клетками. Это возможно потому, что они интегрированы в так называемые мобильные генетические элементы, которые сами контролируют, переходят ли они из одной клетки в другую и когда". Каждая бактерия обладает не только основным геномом, который она разделяет со всеми другими бактериями своего вида, но и содержит мобильные генетические элементы. Этот мобильный, взаимозаменяемый геном может отличаться у разных бактерий, при этом его общая функция остается малоизученной. Исследование показывает, что он в первую очередь служит одной цели: защите от фагов. Соответственно, борьба с вирусами определяет обмен геномами и, таким образом, эволюцию бактерий. "Полученные данные подчеркивают важность противофаговой защиты в мире микроорганизмов", - комментирует Польц. По его словам, благодаря точному анализу этих защитных островков ученые решили загадку, которая занимала исследователей на протяжении последнего десятилетия.    В течение трех месяцев исследователи ежедневно собирали образцы воды на побережье Новой Англии, чтобы изучить взаимодействие между Vibrio и теми вирусами, которые взаимодействуют с ними в их реальной среде обитания. Используя геномный анализ, они наблюдали чрезвычайно быстрые эволюционные изменения: на протяжении 93 дней исследования отдельные бактерии развивали специфические резистентности посредством обмена мобильными генетическими элементами. "Хотя общепризнано, что фаги определяют эволюцию бактерий, то, как эта динамика проявляется в природе, остается малоизученным. Мы обнаружили, что восприимчивость к вирусному киллингу у морских Vibrio опосредуется крупными и очень разнообразными мобильными генетическими элементами. Эти элементы защиты от фагов демонстрируют чрезвычайно быстрый эволюционный процесс, что приводит к различиям в восприимчивости к фагам среди клонированных бактериальных штаммов, в то время как рецепторы фагов остаются неизменными. Отмечу, что ранее предполагалось, что бактерии защищаются от вирусов в основном путем модификации рецепторов, расположенных на их поверхности", - объясняет  Польц. "Это означает, что в природе бактерии могут выработать резистентность к определенным вирусам в течение нескольких недель или месяцев".    Эта защита является кумулятивной, и один бактериальный геном может содержать от 6 до 12 защитных элементов, что составляет более 90% мобильного генома среди близких родственников. Быстрая смена этих элементов отделяет устойчивость к фагам от других геномных особенностей. Таким образом, устойчивость к фагам в дикой природе следует эволюционным траекториям, альтернативным тем, которые были предсказаны в лабораторных эволюционных экспериментах. Фаги и бактерии взаимодействуют очень специфично. Поэтому вирусные атаки успешны только на отдельные бактерии. В исследовании показано, благодаря тому что защитные гены очень разнообразны и очень быстро обмениваются в популяции всегда есть большое количество устойчивых особей. Результаты исследования не только дают фундаментальные знания о том, как функционируют микробные сообщества. Они также указывают на проблемы в борьбе с бактериями с помощью фагов: "Быстрое приобретение устойчивости должно быть принято во внимание при разработке фаговых терапий, именно потому, что мобильные генные элементы, подобные тем, которые мы изучали, также ответственны за быстрое развитие резистентности к антибиотикам".