Полезные бактерии, адаптированные для жизни в носу человека

Исследователи, опубликовавшие 26 мая в журнале Cell Reports, предполагают, что некоторые «хорошие» бактерии, играющие роль в здоровье человека, имеют свою нишу и в наших носах. Они обнаружили, что у людей с хроническим воспалением носа и пазух в верхних дыхательных путях было меньше лактобацилл, чем у здоровых людей из контрольной группы. Учёным удалось идентифицировать конкретный штамм этих бактерий, который эволюционировал, чтобы лучше выживать в богатой кислородом среде носа. В рамках исследования была разработана назальная спрей-система для доставки лактобацилл, которая позволила бактериям колонизировать верхние дыхательные пути здоровых добровольцев.

Старший автор Сара Лебир из Антверпенского университета заинтересовалась микробиотой носа, когда её мать перенесла операцию из-за lifelong проблем с головными болями и хроническим риносинуситом. «Никто никогда по-настоящему не изучал это», — отметила Лебир, ранее изучавшая пробиотики для кишечника и влагалища.

Чтобы проверить, играют ли бактерии, ассоциируемые со здоровьем кишечника, роль и в здоровье верхних дыхательных путей, команда Лебир сравнила бактерии носа у 100 здоровых людей и 225 пациентов с хроническим риносинуситом. Они обнаружили, что у здоровых людей было больше лактобацилл, чем у пациентов — в некоторых частях носа до 10 раз больше. Лактобациллы — это полезные палочковидные бактерии с патоген-ингибирующими свойствами, но они никогда подробно не изучались в носу.

Исследователи обнаружили конкретный штамм Lacticaseibacillus, который не только проявлял противовоспалительные и антимикробные эффекты против патогенов, но и обладал уникальными особенностями для адаптации к среде носа. В отличие от большинства лактобацилл, предпочитающих бескислородную среду, у этого штамма были уникальные гены, позволяющие справляться с более высоким уровнем окислительного стресса в носу. Кроме того, у бактерий наблюдались гибкие волосовидные трубочки — фимбрии, позволяющие прикрепляться к поверхностным клеткам носа.

Затем исследователи решили проверить свои выводы in vivo. Однако, как отмечает Лебир, хороших моделей на животных для изучения взаимодействия бактерий носа и человека-хозяина нет. Но результаты лабораторных исследований и долгая история безопасного использования лактобацилл позволили изучить бактерии непосредственно на людях.

Команда создала «пробиотический назальный спрей» с выбранным штаммом лактобацилл для 20 здоровых добровольцев. Несмотря на то, что нос эффективно фильтрует инородные вещества (обычно они исчезают в течение 15 минут), после двух недель применения спрея дважды в день бактерии колонизировали нос до двух недель без побочных эффектов. Исследование не было нацелено на оценку полезных эффектов, но некоторые участники отметили меньше проблем с носом и улучшение дыхания.

Следующим шагом является изучение того, являются ли фимбрии и устойчивость к окислительному стрессу ключом к полезным противовоспалительным свойствам штамма, а также идентификация антимикробных молекул, которые он производит помимо молочной кислоты. Конечная цель — разработка терапевтических средств на основе назальных пробиотиков для облегчения симптомов у пациентов с синуситом.

«У пациентов с синуситом не так много вариантов лечения», — говорит Лебир, — а доступные методы часто сопряжены с проблемами, такими как устойчивость к антибиотикам и побочные эффекты. «Мы думаем, что некоторым пациентам помогло бы ремоделирование их микробиома и введение полезных бактерий в нос для уменьшения определённых симптомов. Но нам ещё предстоит долгий путь клинических и дальнейших механистических исследований».