Новости и мнения

Микробы могут взять на себя часть вины за кризис воспроизводимости

Ученые обнаружили различную микробиоту среди одного и того же штамма мышей от четырех поставщиков, и эта изменчивость влияет на их восприимчивость к инфекции.

В последние несколько лет наука страдает от того, что некоторые считают кризисом воспроизводимости – идея о том, что многие опубликованные исследования не дают таких же результатов, когда повторяются другими учеными, а иногда даже теми же учеными. Обследования и исследования выявили множество причин, таких как ненадежные реагенты и клеточные линии , выборочная статистика, предвзятое отношение к публикации исследований с положительными результатами и генетические различия в моделях на животных.

Андреас Боймлер , микробиолог и иммунолог из Калифорнийского университета в Дэвисе, и его команда недавно опубликовали данные в Nature Microbiology в прошлом месяце (25 марта), что, по крайней мере в некоторых исследованиях на мышах, проблема может быть связана с бактериями в модели. потрошить. Они обнаружили, что мыши одного и того же штамма, но приобретенные у разных продавцов, имели различную восприимчивость к инфекции во время экспериментов, феномен, который можно объяснить различными микробиомами.

«Это в основном очень хорошо проделанное исследование того, что люди давно знали и делали по-разному», – говорит Винсент Янг , микробиолог из Медицинской школы Мичиганского университета, который не участвовал в исследовании. «В некоторых случаях, если результаты несколько изменчивы, вы думаете, что контролировали все. Это еще одна вещь, на которую вам нужно обратить внимание, чтобы убедиться, что вы ее учли. , , , Не игнорируй это больше.

Bäumler и его команда изучают Salmonella typhimurium , бактерии, ответственные за инфекции сальмонеллы, и то, как она взаимодействует со своим хозяином в кишечнике с помощью мышиных моделей. Во время экспериментов, когда группа животных подвергается воздействию патогена, не все из них заболеют, а из тех, кто это делает, болезнь будет варьироваться.

Стремясь минимизировать эти различия и сделать свою работу максимально воспроизводимой, Боймлер решил использовать мышей, генетически похожих. Но это не устраняет всю изменчивость. Он задавался вопросом, возникли ли различия в кишечнике, в частности, микробные различия у генетически похожих мышей разных производителей.

Чтобы выяснить, так ли это, его группа купила один и тот же штамм мышей у четырех компаний и провела серию экспериментов, чтобы выяснить, отличается ли их микробиота и как это может повлиять на инфекцию.

«Как только вы поймете, почему все меняется, становится довольно легко прогрессировать и проводить воспроизводимые эксперименты. Трудный шаг состоит в том, чтобы выяснить, что на земле вызывает изменения », – говорит Боймлер.

Он и его команда подвергли мышей воздействию S. typhimurium и отметили, что те, кто заболевал, часто приходили от одного и того же поставщика, в то время как те, которые были устойчивыми, приходили от других фирм.

Чтобы выяснить, связано ли это несоответствие с различными кишечными микробами, группа провела фекальные трансплантации – взяла образцы микробного сообщества у мышей и перенесла их на безмикробных мышей, у которых были уничтожены их микробиомы. Как и ожидалось, мыши, которые получили трансплантаты от устойчивых мышей, также сопротивлялись инфекции, тогда как мыши, которые получили свои трансплантаты от восприимчивых доноров, заболели.

Когда команда секвенировала микробную РНК животных, ничего не выделялось. «Было ясно, что это была микробиота», – говорит Боймлер. «[Итак] мы пытались все переупорядочить, но это не давало нам никаких подсказок о том, кто виноват».

Команда пыталась объединить восприимчивых мышей с мышами от другого поставщика в течение 14 дней, что, как известно, приводит к совместному использованию микробов. Некоторые из восприимчивых мышей стали устойчивыми к инфекции, но не все из них. Опять же, ученые установили последовательность микробиоты у мышей, которые сопротивлялись инфекции, и у тех, которые этого не сделали, и заметили, что определенная группа бактерий, Enterobacteriaceae , к которой принадлежит семейство бактерий S. typhimurium, была переведена в устойчивую мыши, но не восприимчивые. «Это был первый намек», – говорит Баумлер.

Опираясь на это понимание, команда изолировала только энтеробактерий от устойчивых мышей и передала их восприимчивым мышам. Это сработало; ранее уязвимые животные теперь сопротивлялись инфекции.

Исследователи обнаружили, что S. typhimurium и Enterobacteriaceaeкишечная палочка – очень похожи. Они оба требуют кислорода, чтобы процветать, в отличие от многих других бактерий в кишечнике. На последнем этапе эксперимента исследователи отключили фермент, используемый E. coli для дыхания кислородом, что привело к расширению S. typhimurium.

В то время как Янг указывает, что выведение этого фермента могло иметь другие невидимые эффекты, Бемлер говорит, что распространение патогена указывает на то, что два вида боролись за одни и те же питательные вещества.

Боймлер подчеркивает, что результат будет важен для того, чтобы помочь ученым минимизировать вариабельность в своих исследованиях.

«Вот где действительно лежит серебряная подкладка в некоторых из этих вопросов. , , , Да, это проблема воспроизводимости. Да, мы все, если мы проводим исследования на мышах, мы должны знать об этих вещах и хорошо знать эти переменные », – говорит Аарон Эрикссон , микробиолог и патолог из Колледжа ветеринарной медицины Университета Миссури и со-исследователь в Mutant Mouse Resource and Research Center , который предлагает услуги по секвенированию генов и микробиомов мышей для других лабораторий. «Но тогда мы также должны сделать шаг назад и сказать:« Эй, это действительно интересно. Что это может сказать нам об этой болезни? Можем ли мы использовать это как-то терапевтически или диагностически? »

Э. М. Валаскес и др. « Эндогенные энтеробактерии лежат в основе вариабельности восприимчивости к инфекции сальмонеллы », Nature Microbiology ,   https://doi.org/10.1038/s41564-019-0407-8, 2019.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *