Грибки и бактерии могут объединять свои силы и вызывать более сильную инфекцию

Фото из открытых источников

Ученые обнаружили, что обычный грибок и обычная бактерия могут в совокупности наносить живым тканям гораздо более серьезные повреждения, чем каждый из этих микроорганизмов по отдельности. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Science.

Полученные данные позволяют рассматривать некоторые смешанные инфекции как скоординированные нападения, где опасность зависит от участвующих партнеров, а не только от имен в лабораторном отчете.

В тканях ротовой полости и у мышей это разрушительное партнерство продолжало проявляться, когда Candida albicans, грибок, обычно обитающий на слизистых оболочках человека, и определенные штаммы Enterococcus faecalis, бактерии, часто встречающейся в кишечнике, появлялись вместе.

Работая в Институте исследований природных продуктов и инфекционной биологии им. Лейбница (Leibniz-HKI), профессор Ильзе Дениз Якобсен задокументировала, что дополнительный ущерб наносит лишь часть бактериального состава.

Это разделение уточнило результаты, поскольку альянс не был фиксированной характеристикой пары видов, а свойством отдельных штаммов. Это также установило четкие ограничения для результата и прямо указало на следующий вопрос: что несут в себе эти опасные штаммы, чего нет у других.

Один из бактериальных инструментов особенно выделялся: цитолизин, токсин, который пробивает мембраны клеток хозяина насквозь. Когда у бактерий отсутствовал ген, кодирующий этот токсин, дополнительные повреждения полностью исчезали в лабораторных условиях.

После того как исследователи вернули ген на место, вредное воздействие возобновилось, связав ущерб с этим единственным токсином.

«Не все энтерококки одинаковы», — сказал профессор Якобсен.

Под микроскопом бактерии прикреплялись к грибку, а не перемещались поблизости самостоятельно. Передвигаясь по этим грибковым нитям, бактерии оказывались непосредственно у клеток хозяина, где токсин мог поразить их с близкого расстояния.

Тесный контакт имел значение, поскольку токсин наиболее эффективен, когда достигает живых мембран до того, как рассеется или разбавится. Благодаря этому непосредственному прикреплению грибок стал не просто компаньоном, а путем доставки вредных бактерий.

Второй механизм был связан с пищей, а не с контактом, и он основывался на сахаре глюкозе. Поскольку Candida albicans быстро расходует глюкозу, находящиеся рядом клетки хозяина теряют легкодоступный источник энергии. Из-за нехватки топлива эти клетки хуже справлялись с токсином, а это значит, что грибок помог ослабить цель до того, как бактерии нанесли удар.

Два основных механизма — прикрепление и потеря сахара — превратили обычную общую поверхность в гораздо более разрушительное взаимодействие.

На здоровых тканях Candida albicans часто ведет себя как комменсал, микроб, который обычно безвредно сосуществует с нами. В кишечнике и за его пределами Enterococcus faecalis также спокойно обитает до тех пор, пока болезнь, антибиотики или стресс, вызванный медицинским вмешательством, не дадут ему возможность проявиться.

Проблемы начинаются, когда снижается иммунитет или антибиотики нарушают баланс микробов в окружающей среде, предоставляя обоим организмам пространство для размножения. Такая ситуация объясняет, почему этот альянс вызывает наибольшее беспокойство в организмах, уже выведенных из равновесия болезнью или лечением.

В ходе исследования множества образцов бактерий лишь некоторые из них усугубляли комбинированную инфекцию в клетках хозяина. Штаммы без цитолизина не только не реагировали должным образом, но и иногда смягчали повреждения, вызванные грибком.

«В данном случае наиболее опасными оказались варианты, продуцирующие цитолизин», — так, по словам Якобсена, была сформулирована общая закономерность.

Это различие может помочь объяснить, почему в похожих лабораторных отчетах могут скрываться совершенно разные риски, если врачи не обращают внимания на видовое название.

Внутри организма мышей наблюдалась та же закономерность, когда микробы инфицировали ткани, выстилающие ротовую полость. Бактерии, продуцирующие токсины, усугубляли повреждения, вызванные грибком, тогда как не содержащие токсинов варианты оказывали противоположный эффект.

Поскольку результаты, полученные на животных, совпали с результатами исследований клеточных культур, этот альянс выглядел не столько как лабораторная диковинка. Это важно для медицины, поскольку методы лечения должны быть эффективны в организмах, где микробы конкурируют, питаются и прикрепляются к тканям.

В больничных образцах часто указываются микроорганизмы по отдельности, но это исследование показывает, что их комбинация может изменить результат. Опираясь только на названия видов, можно упустить из виду наличие в смеси штамма, продуцирующего токсины.

У пациентов с инфекциями полости рта или других слизистых оболочек эта скрытая разница может помочь объяснить необычно сильное повреждение тканей. Таким образом, более точная диагностика может зависеть от определения того, на что способен каждый микроб, а не просто от того, что он собой представляет.

Блокирование самого токсина теперь представляется одним из практических способов ослабить это партнерство, прежде чем оно перерастет в конфликт. Предотвращение прикрепления бактерий к клеткам грибков также может уменьшить ущерб, разорвав этот близкий путь доставки.

Управление сахарным стрессом в уязвимых тканях также может иметь значение, хотя в статье не проводились испытания методов лечения на пациентах. Такой ход мыслей уже направляет исследователей из Института имени Лейбница при Гонконгском институте здоровья на более целенаправленное лечение комбинированных инфекций, хотя тестирование на пациентах еще впереди.

Смешанные инфекции — это не просто скопление множества микробов в одном месте, они могут представлять собой скоординированные атаки, основанные на прикреплении, токсинах и низком уровне сахара. Поэтому отслеживание уровня стресса и комбинированный подход приобретают все большее значение, даже несмотря на то, что поиск эффективных методов лечения только начинается.