Состояние мочевыделительной системы: роль бактериофагов в мочевом пузыре

Actu PRO Santé urinaire : la piste des bactériophages vésicaux

Несмотря на то, что в микробиоте человека содержится огромное количество бактериофагов, научных данных о них чрезвычайно мало. Впервые ученые составили список лизогенных бактериофагов в мочевом пузыре и предположили, что они влияют на состояние мочевыделительной системы.

 

Фаги, инфицирующие бактерии нашей микробиоты, составляют большую часть вирома человека и во много раз превышают число вирусов эукариот. При этом они все еще недостаточно изучены. Недавно группа североамериканских ученых провела первое исследование лизогенных бактериофагов, находящихся в мочевом пузыре. Напоминаем, что после заражения бактериальной клетки бактериофаг либо вступает в литический цикл и убивает клетку-хозяина, либо вступает в лизогенный цикл и остается в цитоплазме в виде плазмиды, встраивает свой геном в геном клетки-хозяина или переходит к литическому циклу развития. Переход от лизогенного цикла к литическому в кишечной микробиоте имеет патологическую природу.

Специфичность фагов

Взяв образцы мочи у здоровых женщин и женщин с симптомами заболеваний нижних отделов мочевыделительных путей (цистит, недержание мочи, гиперактивный мочевой пузырь), ученые выделили 181 штамм бактерий, характерный для микробиоты мочевыделительной системы, и секвенировали их геном. В 86 % всех бактериальных образцов присутствовала хотя бы одна последовательность профагов (генома бактериофагов), большую часть которых не удалось идентифицировать на данном этапе. Бактерии Lactobacilli содержали более одного профага, а максимальное количество профагов содержалось в штамме UMB0077 бактерии L. jensenii (10). Не считая частичной гомологии некоторых профагов Lactobacillus с профагом Lv1 бактерий Lactobacillus в микрофлоре влагалища, обнаруженные последовательности не соответствовали ни одной из последовательностей известных лизогенных или литических бактериофагов влагалища, что говорит о существовании субпопуляций, специфичных для каждого из двух видов микробиоты.

Многообразие бактерий-мишеней

Ученые также обнаружили 129 новых неописанных фагов в клетках бактерий Actinomycetes, Varibaculum, Bifidobacterium, Gardnerella и Streptococcus и уропатогенной бактерии Proteus mirabilis, что говорит о существовании большого разнообразия еще неописанных бактериофагов. Этот вывод актуален не только для вирусов, поражающих бактерии мочевого пузыря: в настоящее время не классифицировано около 50 % фагов кишечной микробиоты. Некоторые последовательности фагов взаимодействуют с одной бактериальной клеткой-хозяином, другие – сразу с несколькими, а значит, некоторые фаги способны поражать несколько видов бактерий. Авторы исследования считают эту концепцию широкого круга хозяев спорной. Однако это свойство позволило бы фагам заражать новый вид бактерий в рамках лечения, направленного на устранение основного хозяина.

Предстоящие исследования

Для обоснования гипотезы об основных функциональных группах фагов в мочевом пузыре, как и в случае фагов кишечной или вагинальной микробиоты, необходимо обнаружить высокое содержание лизогенных фагов и сходство их последовательностей во всех образцах. Ряд фагов, специфичных для бактерий Actinomycetaceae, выявляется только у женщин с гиперактивным мочевым пузырем. Даже эти незначительные различия между пациентами и здоровыми субъектами указывают на возможное воздействие бактериофагов на состояние мочевыделительной системы или возникновение соответствующих симптомов. Таким образом, фаги могут влиять на стабильность микробиоты мочевыделительной системы, что уже доказано в случае кишечной микробиоты. Другие исследования показывают, что фаги Lactobacillus могут влиять на дисбаланс микробиоты во влагалище и провоцировать развитие бактериального вагиноза. Тем не менее авторам настоящего исследования не удалось установить их отрицательное воздействие на микробиоту мочевого пузыря. Следовательно, бактериофаги представляют собой новый этап в изучении природы нашей микрофлоры и перспективное направление для дальнейших исследований.

 

Источники :

T Miller-Ensminger et al. Bacteriophages of the urinary microbiome. J Bacteriol. 2018; Jan 29