Бактерии сальмонелл понуждают дрожжи помочь им в заражении кишечных клеток.

С едой, водой и воздухом в нас постоянно попадает множество микроорганизмов, и не все из них безобидны. От потенциально опасных бактерий и вирусов нас защищает иммунитет, но он работает не в одиночку, свой вклад вносит микрофлора. Есть много исследований, посвящённых тому, как наши «домашние» микробы предотвращают инфекции, непосредственно сами или в сотрудничестве с иммунитетом. Однако в микрофлору входят очень разные микробы, и некоторые из них действуют не в пользу хозяина, а в пользу патогена.

Скопление дрожжей Candida albicans (окрашены голубым), бактерий стрептококков (зелёным) и бактериальных полисахаров (красным) в слюне человека. (Фото: NIH Image Gallery / Flickr.com) 

Дрожжевой грибок Candida albicans – один из частых обитателей человеческого кишечника, его можно найти более чем у 60% людей. Обычно живёт он у нас тихо, проявляя неприятные свойства только у тех, у кого возникают проблемы с иммунной системой. Известно, что дрожжи C. albicans нередко сопутствуют воспалительным кишечным заболеваниям. И ещё известно, что бок о бок с C. albicans живут и размножаются бактерии сальмонелл, когда проникают в кишечник.

Сальмонеллы могут быть не очень опасными, вызывая лишь эпизодическое расстройство кишечника, а могут вызвать тяжёлую болезнь, распространяясь в другие органы. В недавней статье в Nature описаны эксперименты с мышами, которых заражали сальмонеллами в присутствии или в отсутствие дрожжей C. albicans. С дрожжами сальмонеллы вели себя агрессивнее, то есть интенсивнее размножались в кишечнике и расселялись в селезёнку и печень.

 В других экспериментах, уже с культурами человеческих эпителиальных клеток кишечника, сальмонеллы в присутствии дрожжей лучше проникали внутрь клеток эпителия. Чтобы проникнуть в клетки, бактерии сальмонелл используют так называемую систему секреции III типа. Это сложный белковый комплекс, который помогает обнаружить клетку для инфекции и впрыснуть в неё белки, спасающие бактерию от систем защиты, заставляющие клетку саму поглотить бактерию, влияющие на клеточный цикл и т. д. Иными словами, система секреции III типа помогает бактериям манипулировать клетками к своей выгоде.

Однако эта система секреции у сальмонелл сильно зависит от аминокислоты аргинина, и как раз аргинин бактерии получат от дрожжей. На клетках дрожжей сальмонеллы тоже используют свою систему секреции III типа – используют для того, чтобы ввести в дрожжи белок SopB. Он вмешивается в дрожжевой обмен веществ, так что дрожжи начинают выделять наружу огромные количества аргинина, который помогает сальмонеллам проникать в клетки кишечника. Если дрожжи вообще плохо синтезируют аргинин, сальмонеллам пользы от них никакой не будет, никакой SopB им не поможет. Если же в кишечник просто ввести раствор аргинина, то сальмонеллы обойдутся без помощи дрожжей. Кроме того, аргинин помогает подавить воспалительные сигналы, а воспаление всё-таки работает как иммунное оружие против патогенов, и если воспалительных сигналов мало, у инфекции больше шансов уцелеть.

Можно сказать, что имеет место сотрудничество между грибком и бактерией, правда, для грибка это сотрудничество получается несколько принудительным, всё же сальмонелла вмешивается в его метаболизм. Инфекционные болезни, связанные с сальмонеллами, до сих пор широко распространены в мире, особенно в развивающихся странах, и, наверно, для более эффективной борьбы с ними вместе с антибактериальными лекарствами следует применять и антигрибковые. 

Вообще же, если говорить о кишечной микрофлоре, то в ней более всего изучены бактерии, а «грибной компонент» изучен меньше. Пренебрегая грибками микрофлоры, можно не заметить важные взаимодействия между ними и бактериями, местными или пришлыми, а без понимания таких взаимодействий можно упустить из виду некоторые свойства инфекционных, и не только инфекционных, заболеваний.