Антибиотики для избавления от нормальных бактерий существенно не влияют на скорость грибковой инфекции, но они действительно заставляли лягушек терять вес, предполагая, что наличие у них нормальных бактерий важно для здоровья лягушек. Кроме того, лечение пробиотическими бактериями не уменьшило грибковую инфекцию, как ожидалось.
Однако, по словам ученых, естественные кожные бактерии могут реагировать на инфекцию и корректировать структуру и функции, чтобы компенсировать это.
«Оказалось, что в этом эксперименте речь шла не о защите одной бактерии, а о том, что структура всего сообщества была важна для инфекции и здоровья лягушки», – сказала Джени Уолке, научный сотрудник отделения биологических наук в Технологическом институте Вирджинии.
Результаты опубликованы в журнале PLOS ONE.
Поскольку бактериальные сообщества уникальны для каждого вида лягушек, уловка будет заключаться в том, чтобы определить, какие экологические и биологические факторы заставляют некоторых лягушек создавать защитные сообщества, а у других нет, по словам Лизы Белден, доцента биологических наук в Колледже наук и Фралина. Филиал Института естественных наук.
Команда Белдена давно интересовалась, как микробиом кожи лягушки или скопление бактерий на ее коже помогает ей выжить при воздействии хитридного гриба.
Хитридный гриб вызывает заболевание под названием хитридиомикоз, которое быстро распространяется по миру и уже угрожает примерно 500 видам земноводных. Болезнь разрушает кожу земноводных, что может привести к смерти.
Ученые считают, что хитридовый гриб может быть самой серьезной причиной потери биоразнообразия, вызванной болезнями, в истории человечества. Здесь играют роль многие факторы, включая поведение амфибий, биологическую защиту и условия окружающей среды. Изменения, вызванные деятельностью человека, такие как изменение климата, инвазивные виды, загрязнение и деградация среды обитания, еще больше усложняют проблему.
Для этого последнего эксперимента команда Белдена собрала лягушек-быков из пруда в округе Джайлс, штат Вирджиния. Около половины лягушек уже инфицированы грибком, который может вызывать заболевания у некоторых видов земноводных.
Команда разделила их на шесть экспериментальных групп, чтобы изучить различия в частоте инфицирования между теми, кто лечился антибиотиками, которые снижали количество нормальных бактерий, теми, кто лечился антихитридными пробиотическими бактериями, и теми, кто не лечился вообще. Эти процедуры привели к различиям в микробной структуре кожи лягушек, что, в свою очередь, повлияло на уровни инфекции и рост лягушки.
Поскольку некоторые лягушки были инфицированы грибком, а другие нет, ученые также смогли продемонстрировать, что грибок влияет на микробную структуру бактерий, живущих на коже лягушки.
В этом эксперименте защитной была не одна пробиотическая бактерия, а структура всего сообщества, которая была важна для здоровья лягушки.
Следующим шагом будет дальнейшее изучение возможностей других естественных бактерий и определение факторов окружающей среды, позволяющих бактериям некоторых лягушек успешно бороться с грибком.
«Факторы, которые способствуют формированию и поддержанию микробного сообщества на коже земноводных, включая факторы хозяина, среду обитания, диету и доступный пул видов микробов, могут в конечном итоге повлиять на динамику болезни», – сказал Белден, который также является аффилированным преподавателем нового факультета Технологического института Вирджинии.
Центр глобальных изменений.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом.
«Болезнь Читрид опустошает большое количество сообществ земноводных во многих частях мира», – сказал Саймон Малкомбер, программный директор Отдела экологической биологии Национального научного фонда, финансировавшего исследование. "Исследование показывает важность микробиомов земноводных в опосредовании эффектов хитридовой болезни и дает надежду на ограничение распространения инфекции."