В новом исследовании на мышах используются 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, он живет в желудках примерно половины всех людей.
Он имеет тенденцию сначала входить в человека, когда мы молоды, а затем остается на месте на протяжении большей части жизни человека.
У большинства людей бактерия, по-видимому, 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 желудке, оказалось непростым.
Исследователи, многие из Медицинской школы Стэнфордского университета в Калифорнии, недавно провели ряд исследований, чтобы понять, как H. pylori удается оставаться в желудке. Ученые также надеются 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.
H. 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, тем самым становится 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 подразумевает, что H. pylori где-то скрывается до тех пор, пока для них существует опасность, чтобы безопасно восстановиться.
Как H. pylori скрывается
У H. pylori есть вращающиеся жгутики, являющиеся длинными, подобными кнуту структурами, которые позволяют бактериям перемещаться через окружающую среду. Ученые считают, что бактерия использует этот миниатюрный бортовой мотор чтобы пробираться 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.
Для исследования учёные 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 оттуда сместить.
Следим за распространением
В новом исследовании учёные выяснили способ, которым H. pylori распространяется после того, как он достиг животного организма. Ученые ожидали, что два штамма бактерий (которые были идентичны, кроме их окраски) смешалются и станут смешанной популяцией обоих цветов.
Однако они обнаружили, что, как только бактерия — красная или зеленая — открыла отверстие 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, она займет позиции и в соседних железах; такое поведение бактерий создало лоскутный узор красного и зеленого цвета на слизистой оболочке желудка мыши.
До сих пор неясно, как именно каждая бактерия захватывает яму и заявляет о ней как о своей собственной. Однако в одном из своих экспериментов ученые использовали бактерии, которые были сконструированы так, чтобы у них не было 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 болезнетворной 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.
