Лабораторные мыши, которым давали кишечные бактерии диких мышей, могут пережить смертельную вирусную инфекцию гриппа и значительно лучше бороться с колоректальным раком, чем лабораторные мыши с их собственными кишечными бактериями, сообщают исследователи 19 октября в журнале Cell.
Иммунологические преимущества кишечных бактерий диких мышей могут частично объяснить постоянную проблему в исследованиях болезней: почему эксперименты с болезнями на лабораторных мышах, такие как исследования вакцин, оказываются совершенно разными у людей и других животных.
«Мы думаем, что, восстановив естественную «микробную идентичность» лабораторных мышей, мы улучшим моделирование сложных заболеваний свободноживущих млекопитающих, включая людей и их болезни», - сказала Барбара Рехерманн, М. Д., старший автор статьи. Рехерманн является руководителем отдела иммунологии отделения заболеваний печени Национального института диабета, болезней органов пищеварения и почек (NIDDK) Национального института здравоохранения.
«Природная микробиота, будучи такой разной, поможет нам открыть защитные механизмы, которые актуальны в естественном мире и отсутствуют в лаборатории», - сказал Стефан Росхарт, доктор медицинских наук, первый автор статьи и постдокторант NIDDK.
Млекопитающие, в том числе и люди, зависят от своей микробиоты, набора микроорганизмов, которые они содержат в своем теле и на нем. Эволюция формирует микробиоту каждого животного, отдавая предпочтение популяциям микроорганизмов, которые помогают животным выживать в окружающей среде и при заболеваниях, с которыми они сталкиваются. Но лабораторные мыши - это не случайные домашние мыши, выловленные в поле или в подвале.
Лабораторных мышей тщательно разводят, кормят и выращивают в строго контролируемых условиях, чтобы у каждой мыши были предсказуемые черты и генетика. Это большое преимущество в фундаментальных исследованиях биологии, но создание такой предсказуемости означает, что контролируемая среда, а не давление внешнего мира на выживание, сформировала микробиоту лабораторных мышей..
«Мы предположили, что это может объяснить, почему лабораторные мыши, имеющие первостепенное значение для понимания основных биологических явлений, ограничены в своей прогностической полезности для моделирования сложных заболеваний людей и других свободноживущих млекопитающих», - сказал Росхарт.
Итак, исследователи попытались вернуть лабораторным мышам то, что они потеряли: естественно эволюционировавшую кишечную микробиоту диких мышей. Исследователи поймали более 800 диких мышей из восьми мест в Мэриленде и округе Колумбия, чтобы найти здоровых, подходящих кандидатов на донорство кишечной микробиоты.
Затем они протестировали и сравнили кишечные микробиомы (коллективные геномы кишечной микробиоты) диких мышей (Mus musculus domesticus) и обычного штамма лабораторных мышей, называемого C57BL/6, из нескольких источников. Исследователи подтвердили, что у мышей C57BL/6 микробиом кишечника отличается от микробиома диких мышей.
Исследователи затем вводили (прививали) микробиоту диких мышей беременным стерильным мышам C57BL/6. Безмикробные мыши выращены в стерильной среде и не имеют собственных микробиомов. Для сравнения с контрольной группой исследователи также привили микробиоту от обычных мышей C57BL/6 отдельной группе беременных стерильных мышей. Четыре поколения спустя мыши по-прежнему несли либо дикие микробиомы, либо контрольные лабораторные микробиомы, переданные им от их праматерей.
При воздействии высокой дозы вируса гриппа выжили 92 процента лабораторных мышей с диким микробиомом, тогда как выжили только 17 процентов лабораторных мышей и мышей в контрольной группе. В других экспериментах у лабораторных мышей с диким микробиомом были лучшие результаты при индуцированных колоректальных опухолях, тогда как у других мышей было большее количество опухолей и более тяжелое заболевание. Благотворное влияние дикой микробиоты было связано с уменьшением воспаления в обеих моделях.
Исследователи отмечают, что для получения окончательных результатов требуется дополнительная работа и оценка, и они надеются улучшить и расширить метод использования естественных микробиомов у лабораторных мышей.
«Мы планируем создать полный микробиологический отпечаток естественной микробиоты и ее потенциального взаимодействия между царствами, описывая все компоненты микробиома - например, вирусы и грибы - параллельно и на разных участках тела», - Рехерманн. сказал.