Мы социальные существа: как и микробы в нашем микробиоме
Пандемия COVID-19 напомнила, что социальные взаимодействия передают патогены. Но распространяют ли люди и «хорошие» микробы? Безусловно, утверждает команда биологов, исследующих связь между микробиомом и здоровьем.
В недавней перспективной статье в Cell они объясняют, почему «социальный микробиом» — метасообщество микробов, связанное с социальной сетью людей или других животных — заслуживает внимания. Исследователи отметили, что обмен микробами может влиять на восприимчивость и устойчивость к инфекционным и неинфекционным заболеваниям.
«Когда мы думаем о факторах, влияющих на микробиом, в первую очередь на ум приходят диета и антибиотики, — говорит ведущий автор Амар Саркар. — Но тот факт, что на него влияют и наши социальные взаимодействия, менее известен».
Исследователи впервые представили концепцию социального микробиома в статье 2020 года в Nature Ecology & Evolution. Там они предложили рассматривать его как архипелаг, где каждый человек — «остров» со своим набором микробов. Мы обмениваемся микробами, подобно тому как птицы или насекомые расселяются между островами. Новый анализ рассматривает, почему эта модель важна.
Сосредоточившись на микробиоме кишечника и его влиянии на здоровье, авторы анализируют социальную передачу микробов на пяти уровнях, от взаимодействий «хозяин-хозяин» (объятия, прикосновения) до межвидового смешения микробов (например, с домашними питомцами).
Социальная передача микробов происходит от родителя к младенцу и при прямых и косвенных контактах на протяжении всей жизни. Поэтому совместное проживание приводит к значительному обмену штаммами микробов между членами семьи. Исследования показывают, что домохозяйства делят значительную долю штаммов кишечных микробов, а деревни можно различить по их социальным микробиомам.
Связь микробных взаимодействий с результатами для здоровья — область с огромным потенциалом для открытий. Многие хронические состояния, исторически считавшиеся «неинфекционными» (метаболические, сердечно-сосудистые, аутоиммунные заболевания, некоторые виды рака), теперь изучаются на предмет микробных причин и корреляций.
Во многих случаях микробы, влияющие на восприимчивость к болезням или ответ на лечение, оказались социально передаваемыми.
«Если микробы, способствующие заболеванию, передаются между людьми, некоторые неинфекционные состояния могут иметь инфекционный компонент, — говорит соавтор Рэйчел Кармоди. — Хотя эта мысль может тревожить, социально передаваемые микробы могут и защищать от таких состояний».
Например, исследования показывают, что мыши в одной клетке могут передавать микробы, повышающие устойчивость к колиту или улучшающие ответ на терапию рака.
«Мы видим случаи, когда социальная передача микробов защищает от болезни, и случаи, когда она способствует ей, — отмечает соавтор Кэмерон МакИнрой. — Ключевые задачи — определить микробы и контексты передачи, которые контролируют эти эффекты, понять, как они работают, и в конечном итоге использовать их на благо».
Влияние на использование антибиотиков
Воздействие антибиотиков можно рассматривать как нарушение экосистемы микробиома, подобное пожару в лесу. Изменение микробиома кишечника, иногда на длительный срок, повышает риск острых инфекций, например, Clostridioides difficile. Социальные взаимодействия после приёма антибиотиков могут помочь микробиому восстановиться.
Авторы также рассматривают глобальную проблему распространения устойчивых к антибиотикам микробов. Их передача может иметь больше социальных компонентов, чем принято считать.
Например, члены одной семьи могут приобретать устойчивые микробы друг от друга, если некоторые проходят длительную антибиотикотерапию. Более того, культуры, общества и страны различаются по использованию антибиотиков, создавая «культурно-зависимые ландшафты передачи» для устойчивых микробов.
Эволюционные биологи давно предполагали, что важные преимущества жизни в группе (защита от хищников, оборона территории, социальное обучение) сопряжены с риском передачи патогенов. В статье авторы выдвигают идею, что некоторые социальные поведения могли эволюционировать и для передачи полезных бактерий.
«Социальные взаимодействия могут быть каналами передачи патогенов, но через них передаются и полезные микробы, — говорит соавтор Эндрю Меллер. — Возможно, в некоторых контекстах преимущества от социально передаваемых мутуалистов перевешивают издержки от социально передаваемых патогенов».