оформя

(Горе вляво надясно) Cladosporium werneckii, Aspergillus fumigates и Aspergillus fumigateurs. (Долу отляво надясно) Sepedonium, Aspergillus niger и Fusarium. Центрове за контрол и превенция на заболяванията скрий надпис

(Горе вляво надясно) Cladosporium werneckii, Aspergillus fumigates и Aspergillus fumigateurs. (Долу отляво надясно) Sepedonium, Aspergillus niger и Fusarium.

Центрове за контрол и превенция на заболяванията

Когато става въпрос за трилиони микроорганизми, които обитават телата ни, бактериите получават почти цялото внимание.

Промените в нашата резидентна микробиота и техния колективен геном - наречен микробиом - са свързани с широк спектър от заболявания, от различни форми на артрит до депресия. На този етап учените са склонни да се фокусират върху това кои бактериални видове могат да попречат или поддържат здравето.

Но нашата биота включва менажерия от микроби. И все по-голям брой изследователи смятат, че заедно с бактериите, гъбичките, които обитават телата ни - или, заедно, "микобиомът" - също могат да окажат влияние както върху нашето благосъстояние, така и понякога при болести.

Именно медицинският миколог Case Western Reserve Махмуд Ганум за пръв път въведе термина микобиом. „Около 2008 г. присъствах на срещи и забелязах, че хората наистина започнаха да говорят за микробиома - спомня си той, - Но в по-голямата си част те говореха само за бактерии, а не за гъбички и вируси, които също съставляват нашия биом. си помислих, че трябва да започнем да разглеждаме и гъбичните общности. "

През 2010 г. групата на Ghannoum публикува проучване в PLoS Pathogens, което за първи път използва усъвършенствана технология за генетично секвениране, за да характеризира какво представлява нормален микобиом в човешката уста. Идеята беше да се установи изходен профил на гъбички, с който да се сравняват променените гъбични популации при болести. Докато предишни изследвания съобщават за относително ограничен брой гъбични видове в устните ни кухини - предимно Candida, която при обрастване причинява млечница - Ghannoum и колегите му идентифицират истинска зоологическа градина от гъбични колонисти в устата на 20-те участници в изследването.

Общо те съобщават за 101 гъбични вида, като всеки човек има между 9 и 23 щама. Те считат, че здравата гъбична общност включва тези видове, присъстващи в поне 20 процента от участниците, включително, най-често, различни видове Candida. Този основен микобиом включваше и Cladosporium, известен задействащ астмата; Aureobasidium, който може да причини гъбични инфекции при пациенти с трансплантация на органи; и някои потенциално полезни видове, като Saccharomyces boulardii.

Гъби извън баланса

Също така в основния биом са открити, след Candida, най-често срещаното заболяване, причиняващо гъбички: Aspergillus, Fusarium и Cryptococcus. Това, че толкова много потенциално вредни гъби са установени за често срещани, смята Ганум, може да означава, че при нормални условия други гъби и микроби могат да държат тези патологични щамове под контрол.

В подкрепа на тази идея, че нарушаването на гъбичното равновесие в организма може да доведе до заболяване, беше публикуван в Ганум, публикуван няколко години по-късно, разглеждащ гъбичките в устата на пациенти, заразени с ХИВ. Те открили, че Pichia - дрожди, използвани в селското стопанство за предотвратяване на растежа на други гъбички върху различни култури - инхибира растежа на Candida и други патологични гъбични видове.

"Чрез отглеждане на Pichia в лабораторията открихме, че тя отделя съединение, което може да лекува гъбични инфекции при животните", обяснява Ghannoum. При мишки с компрометирана имунна система, която служи като животински модел на ХИВ, тези, изложени на Pichia, развиват далеч по-малко тежки инфекции, когато са инокулирани с Candida.

По петите на работата на Ганум редица други изследователски групи се заеха да разберат по-добре връзката ни с гъбичките. Съответно през 2012 г. и 2013 г. японски екип и изследователи от Националния здравен институт профилираха микобиома на кожата и докладваха различни общности въз основа на местоположението на тялото, открития, които биха могли да допринесат за търсенето на нови лечения за гъбични кожни заболявания.

Съвсем наскоро френски изследователи разграничиха гъбите, присъстващи в здрави човешки бели дробове, в сравнение с тези, засегнати от муковисцидоза. Aspergillus е най-разпространен в белите дробове на здрави хора, докато различни видове Candida доминират в тези, засегнати от CF и други белодробни заболявания.

Издателен знак за нежелани гъбички

Друго изследване на микобиомите в ранните играчи е професорът от UCLA Дейвид Ъндърхил. През 2012 г. Ъндърхил и колегите му публикуват проучване в Science, което използва инструменти за секвениране, подобни на тези, използвани от Ghannoum за профилиране на базовия чревен микобиом при мишки. Средно са открили между 50 и 60 рода гъби (множеството от рода) в стомашно-чревния тракт на всеки гризач и много видове във всеки род.

"Показахме, че има голямо гъбично разнообразие при мишките", коментира Андерхил, "но се интересувахме и от това как тези гъби могат да допринесат за болестите."

В същото проучване групата на Ъндърхил установява, че гъбичките от бозайници взаимодействат с имунната система, за да контролират възпалението в червата. По-конкретно те разгледаха важността на протеин, открит на повърхността на имунните клетки, наречен Дектин-1, който помага на нашите тела да разпознават и унищожават нежеланите гъбички.

Мишките, при които генът, кодиращ Дектин-1, е бил инактивиран и при които е бил индуциран колит, са с много по-тежко заболяване от мишките с активен ген. С тези открития в ръка те след това идентифицират вариант на ген на Дектин-1 при хора, който предсказва тежка форма на възпалително заболяване на червата, наречено улцерозен колит.

Андерхил твърди, че промените в гъбичната популация на червата могат да допринесат значително за поне някои форми на възпалителни заболявания на червата и могат да представляват потенциална възможност за лечение. Въпреки това той признава, че куп други фактори изглежда допринасят и за състоянието.

„Нито един от тези фактори не работи изолирано“, казва той. "Мисля, че това вероятно е сливането на всички те, които си взаимодействат помежду си и с нас - какво ядем, какви хранителни вещества имат, генетични влияния и как нашата имунна система реагира както на гъбичките, така и на бактериите в червата."

Ганум се съгласява, че даването и приемането между бактерии, вируси, гъбички и специфичната биология на всеки човек вероятно влияе върху нашето здраве. "Знаем, че когато някой приема антибиотик, той може да развие гъбични инфекции", казва той. "Толкова ясно е, че има взаимодействие между тези общности. От моята гледна точка казвам:" Вижте, това не са само бактерии, не са само гъбички - трябва да ги съберете. " И съм сигурен, че вирусите също играят роля. Наистина трябва да разгледаме цялостната картина. "

Последните непубликувани открития от лабораторията на Ghannom показват, че взаимодействието между гъбички и бактерии в червата влошава автоимунния отговор на организма при болестта на Crohn, друга форма на възпалително заболяване на червата.

В сътрудничество с група в клиниката в Кливланд, Ганум и колегите му също започват да показват, че гъбичните популации в устата са различни при хората с рак на главата и шията. Това откритие, казва Ганум, би могло да помогне за подмяна или потвърждаване на биопсии, ако работата бъде потвърдена в по-големи проучвания. Гъбите също могат да допринесат за някои случаи на артрит. Последните изследвания установиха, че автоимунен артрит може да бъде предизвикан при мишки, инжектирани с определени съединения, открити в гъбичните клетъчни стени.

Лечение на пациенти чрез трансплантация на изпражнения

Но какво означава всичко това изследване за лечение на болести?

Базираната на биоми терапия с може би най-добрите подкрепящи доказателства е, харесвате или не, трансплантация на фекалии: поставяне на изпражненията на здрав донор при пациент с Clostridium difficile колит - тежка бактериална инфекция, която често се получава като страничен ефект от антибиотичната терапия . Пациентите, получаващи здравословно изпражнение, имат голям шанс да се подобрят. И има все повече доказателства, че пробиотичните подходи, включително бактериални и гъбични видове, могат да имат предимства при различни заболявания, особено след като клиницистите са по-способни да персонализират схемите за отделни пациенти.

Въпреки това, както посочва ревматологът и изследовател на микробиоми от Нюйоркския университет д-р Хосе Шер, пробиотичните изследвания - особено в областта, включваща гъбички - са в юношеска възраст. „Всички пробиотични реклами могат да накарат пациентите да си мислят„ О, проблемът ми е причинен от грешка. Всичко, което трябва да направя, е да съм на определена диета и да приемам определени пробиотици или антибиотици и болестта ми ще бъде излекувана “. За съжаление това не е толкова просто. "

И все пак Шер се надява. "Това е само началото на това поле", казва той. "Но мисля, че разбирането как бактериите, вирусите и гъбите могат да играят роля в поддържането на здравето и болестите ще ни помогне да разработим по-ефективни терапии."

Ghannoum от Case Western също е оптимист. "Мисля, че идеята за пробиотични и антибиотични терапии е много важен въпрос," казва той, "Трябва ли да използваме противогъбични средства? Трябва ли да използваме антибиотици? И накрая, трябва ли да използваме пробиотици? Всички те имат смисъл за мен." Но ключовото е първо да се идентифицират „приятелските гъбички“, както той казва; и приятелските вируси и бактерии; и как всички тези микроби взаимодействат с околната среда.

Едно от препятствията за изследователите при изучаването на маргинализирани микроби като гъбички е да знаят с какви видове изобщо имат работа. "Гъбичната таксономия е наистина сложна и не съвсем това, което научихме в училище", обяснява Ъндърхил, който отбелязва, че съвременното секвениране на ДНК в много случаи разкрива, че предишни класификации са били неправилни.

Много гъби все още не са класифицирани изобщо. Както в много други области на каталогизирането на Линей, технологията разкри, че царството на гъбите е заплетена гъсталака, а не чисто разклонено родословно дърво.

Има много миколози, които активно се опитват да се справят с това объркване и да изградят по-точна таксономия. И като продължават да усъвършенстват технологията за идентификация на гъбичките и осветяват потенциалното значение на гъбичките за по-добро разбиране, диагностициране и лечение на болести, Underhill на UCLA и неговите колеги помагат да се ускори тази работа.

„Намираме се на етап, в който разпознаваме биологичното значение на гъбичките в нашите системи, за да спомогнем за разработването на общ език и набор от изследователски подходи“, казва Андерхил. "Скоро, надяваме се, ще разберем как те могат да бъдат добри за нас, лоши за нас и манипулирани в наша полза."

Има известна красота в нашата биологична кооперация; напомняне, че животът на бозайниците е сложен и общ и че в природата дисбалансът има последствия. Но може би бъркотията с нашите обитатели на гъбички един ден ще помогне да се възстанови биологичното ни равновесие и да се отблъсне болестта.

Както руският химик и архитект на периодичната таблица Дмитрий Менделеев размишлява, „Навсякъде съществува среда в нещата, определена от равновесие“.