Vaksina kundër kërpudhave vdekjeprurëse kitride përgatit mikrobiomën e bretkosës për ekspozim në të ardhmen

Mikrobioma e njeriut ose e një kafshe – grumbullimi i mikroorganizmave shpesh të dobishëm, duke përfshirë bakteret dhe kërpudhat, që jetojnë në ose brenda një organizmi pritës – mund të luajë një rol të rëndësishëm në përgjigjen e përgjithshme imune të bujtësit, por është e paqartë se si ndikojnë vaksinat kundër patogjenëve të dëmshëm mikrobiomën. Një studim i ri i udhëhequr nga studiuesit në Penn State zbuloi se një vaksinë e re kundër kërpudhave vdekjeprurëse kitride te bretkosat mund të ndryshojë përbërjen e mikrobiomës, duke i bërë bretkosat më elastike ndaj ekspozimit të ardhshëm ndaj kërpudhave.

Studimi, i botuar më 12 qershor në një botim special të revistës Philosophical Transactions of the Royal Society B, sugjeron se përgjigja e mikrobiomit mund të jetë një pjesë e rëndësishme, e anashkaluar e efikasitetit të vaksinës.

“Mikroorganizmat që përbëjnë mikrobiomën e një kafshe shpesh mund të ndihmojnë në mbrojtjen kundër patogjenëve, për shembull duke prodhuar substanca të dobishme ose duke konkurruar kundër patogjenëve për hapësirën ose lëndët ushqyese,” tha Gui Becker, profesor i asociuar i biologjisë në Penn State dhe udhëheqës i kërkimit. ekipi. “Por çfarë ndodh me mikrobiomën tuaj kur merrni një vaksinë, si një vaksinë kundër COVID, një vaksinë kundër gripit, ose një vaksinë të zbutur të gjallë si vaksina e etheve të verdha? Në këtë studim, ne përdorëm bretkosat si një sistem model për të filluar eksplorimin e kësaj pyetjeje. .”

Bretkosat dhe amfibët e tjerë kërcënohen nga kërpudhat chytrid, e cila ka çuar në zhdukjen e disa specieve dhe rënie të rëndë të popullsisë në qindra të tjera në disa kontinente. Në speciet e ndjeshme, kërpudhat shkaktojnë një sëmundje ndonjëherë vdekjeprurëse të lëkurës.

“Chytrid është një nga patogjenët më të keq, nëse jo më të keqit, për ruajtjen e kafshëve të egra në historinë e kohëve të fundit dhe ekziston një nevojë kritike për të zhvilluar mjete për të kontrolluar përhapjen e tij,” tha Becker, i cili është gjithashtu anëtar i Qendrës Microbiome One Health. dhe Qendra për Dinamika e Sëmundjeve Infektive në Penn State. “Ne zbuluam se, në disa raste, vaksinat mund të nxisin një zhvendosje mbrojtëse në mikrobiomën, gjë që sugjeron se manipulimi i kujdesshëm i mikrobiomës mund të përdoret si pjesë e një strategjie më të gjerë për të ndihmuar amfibët, dhe ndoshta vertebrorët e tjerë, të merren me patogjenët në zhvillim.”

Studiuesit aplikuan një vaksinë, në këtë rast një dozë jo-vdekjeprurëse të një produkti metabolik të krijuar nga kërpudhat chytrid tek pulat. Pas pesë javësh, ata vëzhguan se si kishte ndryshuar përbërja e mikrobiomës, duke identifikuar speciet individuale të baktereve dhe përmasat e tyre relative. Studiuesit gjithashtu kultivuan çdo specie bakteresh në laborator dhe testuan nëse produktet specifike për bakteret lehtësuan, pengonin ose nuk kishin asnjë efekt në rritjen e kitridit, duke shtuar dhe krahasuar rezultatet me një bazë të dhënash të madhe të këtij informacioni.

“Rritja e përqendrimit dhe kohëzgjatja e ekspozimit ndaj profilaksisë së produktit chytrid ndryshoi ndjeshëm përbërjen e mikrobiomës në mënyrë që të kishte një përqindje më të lartë të baktereve që prodhonin substanca anti-kitride,” tha Samantha Siomko, një studente master në Becker Lab në Universitet. nga Alabama në kohën e hulumtimit dhe autori i parë i punimit. “Ky ndryshim mbrojtës sugjeron që, nëse një kafshë do të ekspozohej përsëri ndaj të njëjtës kërpudha, mikrobioma e saj do të ishte më e aftë për të luftuar patogjenin.”

Përpjekjet e mëparshme për të nxitur një ndryshim mbrojtës në mikrobiomën janë mbështetur në shtimin e një ose disa lloje bakteresh të njohura për prodhimin e metabolitëve të fuqishëm antifungale, d.m.th., probiotikëve. Megjithatë, sipas studiuesve, bakteret duhet të konkurrojnë me speciet e tjera në mikrobiomë dhe nuk janë gjithmonë të suksesshme në vendosjen e tyre si një anëtar i përhershëm i mikrobiomës.

“Këto bretkosa kanë qindra lloje bakteresh në lëkurën e tyre që i marrin nga mjedisi i tyre dhe përbërja ndryshon rregullisht, duke përfshirë edhe sezonin,” tha Becker. “Përpjekja për të manipuluar komunitetin, për shembull duke shtuar një probiotik bakterial, është sfiduese, sepse dinamika në komunitet është kaq komplekse dhe e paparashikueshme. Rezultatet tona janë premtuese sepse në thelb kemi manipuluar të gjithë komunitetin bakterial në një drejtim që është më efektiv. kundër luftimit të patogjenit fungal pa shtuar një gjallesë që duhet të konkurrojë për burime për të mbijetuar.”

Veçanërisht, numri i përgjithshëm i specieve – diversiteti – brenda mikrobiomës nuk u ndikua, vetëm përbërja dhe përmasat relative të specieve. Studiuesit besojnë se kjo është pozitive, pasi rënia e diversitetit të mikrobiomës së bretkosës shpesh mund të çojë në sëmundje ose vdekje, dhe përgjithësisht pranohet se mbajtja e një mikrobiome të larmishme lejon komunitetin e baktereve dhe specieve të mikrobeve t’i përgjigjet kërcënimeve në mënyrë më dinamike dhe me tepricë më të lartë funksionale.

Studiuesit sugjerojnë se ky ndryshim adaptiv në përbërjen e mikrobiomit, të cilin ata e quajnë “kujtesa e mikrobiomit”, mund të luajë një rol të rëndësishëm në efikasitetin e vaksinës. Përveç të kuptuarit të mekanizmave pas ndryshimit, ekipi hulumtues shpreson të studiojë idenë e kujtesës së mikrobiomit në bretkosat e rritura si dhe specie të tjera vertebrore në të ardhmen.

“Ekipi ynë bashkëpunues zbatoi një teknikë profilaktike që mbështetej në produktin metabolik që rrjedh nga kërpudhat chytrid,” tha Becker. “Është e mundur që vaksinat e bazuara në mRNA ose qeliza të gjalla – si ato që përdoren shpesh për të mbrojtur kundër infeksioneve bakteriale ose virale – mund të ndikojnë ndryshe në mikrobiomën dhe ne jemi të ngazëllyer për të eksploruar këtë mundësi.”

Përveç Becker dhe Siomko, ekipi hulumtues përfshin Teagan McMahon-i cili zhvilloi metodën e profilaksisë-në Universitetin e Connecticut; Sasha Greenspan, Wesley Neely dhe Stanislava Chtarbanova në Universitetin e Alabamës; Douglas Woodhams në Universitetin e Massachusetts; dhe K. M. Barnett në Universitetin Emory.