Когда лабораторные мыши перебрались в сельскую местность, где они могли рыться в грязи, добывать пищу и вообще жить как обычные мыши, они становились более восприимчивыми к заражению паразитическими власоглавами, чем мыши, которые оставались в лаборатории, говорится в новом исследовании. найдено.
Чем дольше мыши жили на открытом воздухе, тем больше количество и размер этих кишечных червей, которые являются родственниками человеческих власоглавов, которые заражают более 450 миллионов человек во всем мире, обнаружили исследователи из Принстонского университета и Медицинской школы Нью-Йоркского университета.. Исследование было опубликовано 8 марта в журнале PLOS Biology.
«Исследование ставит вопрос о том, сколько мы действительно узнаем из строго контролируемых экспериментов, проводимых в искусственной среде», - сказала Андреа Грэм, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии Принстона, которая руководила исследованием. Такие эксперименты часто используются в качестве предшественников изучения заболеваний у людей.
В ходе исследования у мышей на открытом воздухе также наблюдалось снижение типа иммунного ответа, необходимого для изгнания червей. В кишечнике мышей содержалось большее разнообразие бактерий, в том числе те, которые, возможно, увеличивали вылупление яиц червей и продлевали продолжительность инфекции.
По сравнению с лабораторными мышами, у мышей, перебравшихся на улицу, появились черви, которые были намного длиннее и толще. Повышение скорости вылупления, роста и выживаемости произошло всего через 10 дней жизни на открытом воздухе.
Грэм и ее команда в течение последних нескольких лет работали над «восстановлением дикой природы» мышей, перемещая их в полусельское учреждение недалеко от кампуса Принстона.
Там мыши живут в защищенных от побега вольерах под открытым небом, заполненных разнообразными местными растениями, из которых получаются любимые продукты, такие как семена, ягоды и клевер. Животные также могут в любое время получить лабораторный корм для мышей из пищевого бункера. Деревянные хижины служат укрытием от дождя, а электрические заборы защищают от хищников.
В вольерах мыши сталкиваются с такими проблемами, как рытье нор, выживание в переменчивой погоде и навигация в сложной среде. «У наших мышей было гораздо больше задач, чем у обычных лабораторных мышей», - сказал Грэм. «Мы не знали, чего ожидать, когда впервые перевезли мышей на ферму - как они поведут себя после стольких поколений жизни в лаборатории?» - сказал Грэм. «Но в течение 30 минут они нашли склады с едой и начали исследовать».
Учреждение является одним из немногих подобных в мире, и оно резко контрастирует со стерильными и унифицированными лабораториями, которые исследователи используют для контроля экспериментальных переменных и предотвращения распространения болезней в учреждениях. Место на открытом воздухе позволяет исследователям исследовать, как реальная окружающая среда влияет на иммунные реакции животных.
На открытом воздухе у мышей развился иммунный ответ, который был менее способен бороться с червями, чем если бы мыши оставались в лаборатории. Некоторые лабораторные штаммы довольно хорошо борются с глистами. У них развивается иммунный ответ «типа 2», при котором кишечник выделяет слизь и движется таким образом, чтобы вымывать глистов методом «плакать и подметать».
Исследователи обнаружили, что эта реакция «плакать и подметать» была снижена в клетках кишечника мышей на открытом воздухе. Количество червей у мышей, живших на открытом воздухе, было таким же тяжелым, как и у мышей линии, полностью лишенной способности вызывать ответ типа 2. Вместо этого у уличных мышей была больше реакция «типа 1», которая лучше справлялась с вирусами и бактериями.
«В лаборатории большинство мышей избавляются от червей в течение 14-21 дня», - говорит Жаклин Леунг, аспирантка факультета экологии и эволюционной биологии Принстона и первый автор исследования.«Через три недели после заражения 200 первичными яйцами у каждой из лабораторных мышей было менее 10 червей, как и ожидалось. Но у мышей в полевых условиях все еще было до 100 червей, и эти черви были намного больше по размеру».
Реакция может быть связана с типами бактерий, с которыми сталкиваются уличные мыши. Эти бактерии из окружающей среды колонизируют кишечник и образуют сообщество микроорганизмов, называемое микробиотой. Как показали предыдущие исследования, микробиота может побуждать мышей, людей и других хозяев к развитию иммунных реакций, которые помогают бороться с инфекциями.
Команда задалась вопросом, могут ли кишечные микробы, полученные из более естественной среды, повлиять на то, как люди справляются с паразитическими червями. Исследователи обнаружили, что по сравнению с лабораторными мышами микробиота деревенских мышей состояла из большего количества видов бактерий. Это большее разнообразие могло способствовать росту червей напрямую, давая червям пищу, или косвенно, нанося вред способности деревенских мышей бороться с червями.
Пинг Локе, адъюнкт-профессор микробиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, был соавтором исследования. «У мышей, которые были повторно введены в дикую природу, развивается то, что выглядит как другая иммунная система, более направленная против бактериальных инфекций», - сказал Локи. «Повышенная активность, которую мы наблюдаем в дикой природе, может быть вызвана микробиотой».
Взаимодействие паразитических кишечных червей и микробиоты кишечника привлекло внимание в последние годы после сообщений о людях, которые самостоятельно принимали дозу паразитических червей для лечения тяжелого воспаления толстой кишки. Стратегия включает использование червячной инфекции для создания слизи, которая покрывает толстую кишку и защищает от воспаления, вызванного аберрантной иммунной атакой на некоторых представителей микробиоты. Леунг участвовал в исследовании одного такого пациента, работая с Локи, прежде чем стать аспирантом Принстонского университета.
Будущие исследования на открытом воздухе будут продолжать изучать относительную роль генов и окружающей среды в содействии воспалительным и инфекционным заболеваниям.