852
Понад сто років бактерії роду Prevotella описували як obligate anaerobes — організми, які не здатні нормально існувати в присутності кисню. Для Prevotella melaninogenica це створювало очевидний парадокс: вона регулярно зустрічається у людських легенях, тобто саме там, де кисень є постійною частиною середовища. Експерименти University of Michigan показали, що старе визначення було надто категоричним.
Людський організм містить понад 35 трильйонів бактерій. Вони формують мікробіоми кишечника, рота, шкіри, дихальних шляхів та інших органів.
Prevotella особливо цікава для дослідників легень, тому що її знаходять як у здорових людей, так і при asthma та COPD.
Що показало дослідження
За наведеними в роботі даними, Prevotella може становити приблизно 10% бактеріальної спільноти здорових легень і в середньому до 13% у людей із хронічними респіраторними захворюваннями.
Команда вирішила напряму перевірити межі кисневої толерантності P. melaninogenica. Культури бактерії поміщали у середовища з різною концентрацією кисню й вимірювали швидкість росту та виживання.
Виявилося, що бактерія здатна рости при концентрації приблизно 5–8% кисню. Крім того, вона могла короткочасно переживати навіть атмосферний рівень близько 21%.
Дослідники використали real-time sensor platform і RNA sequencing, щоб зрозуміти, що відбувається з клітинами в кисневому середовищі.
Чому це важливо
Prevotella демонструвала механізми, пов’язані зі споживанням кисню, контролем oxidative stress і ремонтом DNA damage.
Автори припускають, що поділ бактерій на аеробні та анаеробні може бути занадто простим. Наступний етап — з’ясувати, як Prevotella взаємодіє з імунною системою та чи відрізняється її активність у здоровому стані та при asthma або COPD.
Prevotella melaninogenica історично культивували в умовах без кисню, тому сама лабораторна практика частково закріпила уявлення про неї як про суворий anaerobe. Нове дослідження спеціально перевірило те, що раніше часто не перевіряли напряму.
Рівень кисню в легенях не є однаковим у всіх мікросередовищах. Слиз, біоплівки, локальне запалення та різна вентиляція створюють ділянки з істотно різною доступністю кисню, що може допомагати таким бактеріям співіснувати в респіраторному тракті.
RNA sequencing показав, що відповідь на кисень включає не одну випадкову захисну реакцію, а набір шляхів, пов’язаних із oxidative stress та ушкодженням ДНК. Це підтримує ідею, що aerotolerance є реальною частиною фізіології виду.
Для медицини важливо зрозуміти не лише кількість Prevotella, а й її функціональний стан. Одна й та сама бактерія може поводитися по-різному залежно від локального кисню, поживних речовин і сигналів імунної системи.
Джерело: Phys.org / University of Michigan
