Исследователи из Принстона обнаружили связь между микробами и раком у калифорнийских лисиц, которым угрожает опасность

Могут ли стафилококковые микробы привести к раку?

Известно, что микробы влияют на пищеварение, настроение и общее самочувствие, а теперь исследователи из Принстона показали, что изменение микробиома связано с раком - по крайней мере, у подвида лисиц, находящихся под угрозой исчезновения, найденного только на одном острове у побережья Калифорнии.

Их исследование предлагает процесс, состоящий из нескольких этапов:во-первых, лисы Санта-Каталина размером с кошку заражаются ушными клещами, которые изменяют микробиом лисиц и позволяют стафилококковой инфекции распространиться. Поскольку Staphylococcus pseudintermedius процветает, устойчивая к антибиотикам инфекция приводит к хроническому воспалению ушей лисиц. В этой среде воспаленной ткани, опухоли могут процветать. Исследователи подробно рассказали о своих выводах в журнале. Молекулярная экология .

"Мы были очень рады получить такие четкие результаты, "сказала Александра ДеКандия, первый автор статьи и аспирант лаборатории Бриджит фон Хольдт, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Принстонского университета. «Все, что мы нашли - уменьшилось видовое разнообразие, сдвиги в составе сообщества, переизбыток потенциально патогенных видов - соответствует нашим ожиданиям ».

Проект стартовал во время природоохранных мероприятий на острове Санта-Каталина, когда исследователи заметили, что примерно у половины взрослых лисиц в ушах растут опухоли. Это один из самых высоких показателей опухолей, когда-либо наблюдавшихся в дикой природе. побуждая к немедленному последующему исследованию.

Ранняя работа продемонстрировала связь между инфицированием ушным клещом и ростом опухоли. Большинство исследователей предположили, что ушные клещи вызывают хроническое воспаление, в конечном итоге вызывая рост опухолей. Команда ДеКандиа и фон Хольдта хотела узнать, играет ли микробиом роль в этой системе.

<цитата>

Такое внимание к разнообразию внутри микробиома делает их работу отличным примером того, куда эта область будет двигаться в будущем. Мы только недавно узнали, насколько важен микробиом для здоровья человека - будь то животное или человек. Ранее, ученые изучили только часть картины. Они определенно не изучали микробиомы - у них даже не было инструментов для этого. ... Изучив это, мы пришли к пониманию того, что отсутствие разнообразия в этом микробном сообществе, в сочетании с генетикой лисиц, best помогает нам понять не только опасность этого заболевания, но и других заболеваний. Это действительно новая парадигма для понимания угроз исчезающим видам ".

Джордж Амато, директор отдела сохранения геномики Американского музея естественной истории

Лисицы Санта-Каталины, находящиеся под угрозой исчезновения, являются одним из шести подвидов лисиц с Нормандских островов (Urocyon littoralis), обитающих на шести из восьми Нормандских островов у побережья южной Калифорнии. Несколько подвидов, в том числе на Санта-Каталине (U. littoralis catalinae), добились впечатляющих результатов от грани исчезновения - в результате все они невероятно похожи генетически, почти клоны друг друга.

Практически полное отсутствие генетического разнообразия у лис делает их интересными объектами исследований. - сказал ДеКандия.

"Обычно мы рассматриваем генетическое разнообразие как полезное и необходимое, - сказала она. - Это сохраняет организмы здоровыми - подумайте о негативных последствиях для здоровья, связанных с инбридингом - и помогает популяциям пережить неожиданные изменения в окружающей среде. Но несмотря на почти полное отсутствие генетических вариаций, у этих лисиц очень мало признаков плохого здоровья или инбридинговой депрессии. Это заставляет нас задаться вопросом, становятся ли другие формы разнообразия, такие как их постоянные организмы, важными факторами для здоровья и иммунитета. Вот почему мы сосредоточили наше исследование на микробиоме и болезнях этих лисиц ».

Связь между микробами и раком была неожиданной находкой, - сказал ДеКандия. "Когда мы впервые приступили к этому исследованию, мы просто хотели охарактеризовать микробиом нескольких различных участков тела лисиц. Подобно тому, как естествоиспытатели XIX века вторглись в новую среду обитания и каталогизировали виды, изначально мы намеревались каталогизировать микробы. Тем не мение, посмотрев более внимательно на слуховые проходы, мы обнаружили, что существует множество вариаций, связанных со статусом инфицирования клещами. Затем мы повернули бумагу, чтобы сосредоточиться почти полностью на микробах слухового прохода, связанных с клещевой инфекцией! "

Вместе со своими сотрудниками из организации Catalina Island Conservancy, они взяли десятки лисиц, чтобы собрать микробы, затем извлекли ДНК, чтобы определить, какие микробы присутствовали во всех их образцах и в каком относительном количестве.

"Поскольку микробы существуют внутри сообщества, относительная пропорция имеет значение, "- сказал ДеКандиа.

Они обнаружили, что микробные сообщества в ушных каналах, инфицированных клещами, существенно отличаются от микробных сообществ в неинфицированных ушах. Общее видовое богатство было ниже, а относительная численность была смещена в сторону одного вида бактерий:S. pseudintermedius, который часто встречается у собак (включая собак) и может стать условно-патогенным микроорганизмом, когда сообщества нарушены, например, из-за заражения клещами.

Затем стафилококковый микроб образует устойчивые к антибиотикам биопленки, которые иммунной системе «невероятно трудно» уничтожить. - сказал ДеКандия. Как результат, этот штамм стафилококка связан с хроническим воспалением у многих видов.

Исследователи все еще пытаются выяснить причинно-следственные связи - например, вносят ли клещи стафилококковые микробы или они присутствовали, но латентно до тех пор, пока клещи не причинили достаточного структурного повреждения, чтобы позволить стафилококку вызвать популяционный бум - но ряд корреляций очевиден:заражение клещами связано с распространением S. псевдопосреда, который связан с хроническим воспалением, связанным с онкогенезом.

Один из основных нерешенных вопросов:почему из шести подвидов лисиц с Нормандских островов, только у трех есть клещи, и только у одного - лисиц острова Каталина - наблюдается значительный рост опухоли.

Новое исследование подкрепляет предыдущие исследования, в которых сотрудники лаборатории фон Хольдта, в том числе Кеннеди Леверетт из класса 2020, изучал изменения микробиома кожи, связанные с саркоптозом, который вызывается клещом другого вида. Они смотрели на койотов, красных лисиц и серых лисиц и обнаружили удивительно последовательные признаки микробного разрушения, которые почти точно соответствовали исследованию островных лисиц:у инфицированных особей снизилось разнообразие микробиома и повысилась численность S. pseudintermedius.

"Рассмотрены вместе, эти два исследования показывают, что этот вид микробов играет важную роль в микробиомах псовых и может действовать при ряде заболеваний, "- сказал ДеКандия.

• Кишечные бактерии помогают регулировать сокращение и расслабление мышц толстой кишки
• Микробы кишечника ос помогают бороться с пестицидами