Как бактерии захватывают желудок?

Новое исследование на мышах использует передовые методы визуализации для изучения того, как H. pylori, присутствующие примерно у половины людей на земле, выживают и процветают в желудке.

Кишечные бактерии являются одной из самых горячих тем в медицинской науке сегодня.

По мере того, как ученые добавляют к удивительно длинному списку состояний, в которых могут быть бактерии, становится все более важным понимание того, как они обманывают как лекарства, так и нашу иммунную систему.

Helicobacter pylori - это бактерия, обладающая невероятной способностью колонизировать человека. На самом деле, по оценкам, она живет в желудках примерно половины всех людей.

Большинству людей бактерия не приносит вреда; однако в некоторых случаях H. pylori может привести к раку желудка и язвенной болезни. Один автор пишет:

«Приблизительно 75% глобального бремени рака желудка и 5,5% злокачественных новообразований во всем мире связаны с воспалением и травмами, вызванными H. pylori».

Секреты H. pylori

Несмотря на распространенность и последствия инфекции H. pylori, понимание того, как бактерия ведет себя в наших желудках, оказалось проблематичным.

Исследователи, многие из Медицинской школы Стэнфордского университета в Калифорнии, недавно провели ряд исследований, чтобы понять, как H. pylori так успешно остается в желудке. Ученые также надеются дать понять, как эти бактерии могут быть вытеснены.

Используя передовые инструменты визуализации, ученые определили тайник H. pylori. Недавно они опубликовали свои выводы в журнале PLOS Biology.

Pylori высоко специализированы для колонизации желудка, который является особенно негостеприимным местом для жизни - это, по сути, чан с соляной кислотой. Несмотря на это, бактерии процветают и могут сохранять свое положение на протяжении десятилетий.

Помимо интенсивной химии желудка, его клетки быстро заменяются, что еще труднее удерживать точку опоры в желудке.

Антибиотики могут убивать H.pylori, но, как правило, они не уничтожают бактерии полностью, и вскоре популяция вырастает. Старший автор, доктор Мануэль Амиева, объясняет, что «вновь возникающий штамм неизменно совпадает с тем, который считался искорененным».

Это значит, что H. pylori где-то, вне опасности, скрывается, что бактерии могут безопасно восстанавливаться.

Как скрыть H. pylori

У H. pylori есть вращающиеся жгутики, которые являются длинными, подобными кнуту, которые позволяют бактериям перемещаться через окружающую среду. Ученые считают, что бактерия использует этот миниатюрный бортовой мотор для туннелирования в слой слизи желудка.

Слизистый слой защищает слизистую оболочку желудка и, следовательно, может также обеспечить бактерии некоторую защиту.

Ученые обнаружили, что эта тактика, безусловно, играет определенную роль, но они также обнаружили другой способ, которым бактерии защищают себя.

Исследователи заразили мышей двумя штаммами H. pylori; один был генетически модифицирован для излучения флуоресцентного зеленого света, другой - флуоресцентного красного света. Они также использовали технику, названную CLARITY, которая позволила ученым «пройти через» неповрежденную ткань и создать трехмерное изображение того, где бактерии поселились в желудках мышей.

Более ранние исследования этой же группы показали, что H. pylori прячется в желудочных железах, которые представляют собой крошечные ямки в стенке желудка.

Если особенно выносливая бактерия попадает в одну из этих ям и размножается, их становится невероятно трудно сместить. Ученые не могли точно определить, почему они должны укорениться, но они полагают, что это может быть потому, что каждая железа имеет только один вход, диаметр которого всего в четыре раза шире, чем H. pylori.

Картирование распространения

Новое исследование изучило способ, которым H. pylori распространяется после того, как он достиг животного. Ученые ожидали, что два штамма бактерий (которые были идентичны, кроме их окраски) смешались и стали популяцией обоих цветов.

Однако они обнаружили, что, как только бактерия - красная или зеленая - открыла вход в желудочной железе, она снижала способность других бактерий проникать. Таким образом, несмотря на то, что эти бактерии были одного и того же штамма одного и того же вида, исследователи определили, что они превзойдут свой собственный вид.

Как только красная или зеленая бактерия заселит одну железу и размножится, они займут позиции в соседних железах; это создало лоскутный узор красного и зеленого цвета на слизистой оболочке желудка мыши.

До сих пор неясно, как именно каждая бактерия захватывает ямку и заявляет о ней как о своей собственной. Однако в одном из своих экспериментов ученые использовали бактерии, которые были сконструированы так, чтобы не иметь химического сенсорного механизма, который они используют для навигации; Эти бактерии не могли создать исключительно красные или зеленые колонии.

В недавнем прошлом пробиотики использовались для избавления от так называемых вредных бактерий; но, как объясняет д-р Амиева: «Недостаточно найти хороший пробиотический штамм, который может выжить в том органе, в котором вы хотите, чтобы он жил. Вам нужно создать для него место».

Например, доктор Амиева предлагает один подход: избавить бактерии от их укрытий, а затем заменить их менее вирулентной бактерией.

Это исследование дает более четкую картину того, как H. pylori оседает в наших желудках. Надеемся, что в будущем эта информация может помочь нам найти способ ее удаления.

Источник: https://www.medicalnewstoday.com/articles/325119.php