Исчезающие виды животных может спасти фекальная трансплантация

На очередной встрече Американского общества микробиологии (ASM), прошедшей в Атланте, сразу несколько команд исследователей представили свои результаты по работе с микробиомами животных, которые считаются крайне уязвимыми в современной экологической обстановке. Оказалось, что такие манипуляции как фекальная трансплантация, пересадка бактерий с кожи и некоторые другие методы способны повлиять на рацион животных, успешность попыток их размножения в неволе, устойчивость к ядам и патогенным грибам. Но обо всём по порядку.

Сложно найти в мире едоков более привередливых чем коалы. Эти милейшие существа питаются исключительно листьями нескольких сортов эвкалипта. Более того, в некоторых регионах, коалы выбирают листья только одного вида этого растения. А "управляют" этой, казалось бы, крайне невыгодной разборчивостью, конечно, бактерии. И поэтому во времена, когда окружающая среда стремительно меняется (и определённые виды растений исчезают с лица земли), у специалистов закономерно возникает вопрос, а смогут ли коалы и другие животные с похожей ситуацией приспособиться, а главное, можно ли им в этом помочь.

Идея, за которую ухватились австралийские исследователи во главе с Беном Муром (Ben Moore) из Университета Западного Сиднея, состоит в том, что, влияя на микробиоту животных, можно улучшать их способность к адаптации, а следовательно, и шансы на выживание. В случае коал (Phascolarctos cinereus) они предположили, что изменение состава бактерий кишечника напрямую будет отражаться на вкусовых пристрастиях разборчивых животных. В своей работе они избрали метод фекальной трансплантации, то есть прямой пересадки населения кишечника от одной группы животных к другой.

Доктор Мур и его коллеги собрали образцы фекалий у 200 коал из 20 регионов Австралии. Они обнаружили, что часть животных отдаёт предпочтение только листьям эвкалипта прутовидного, другие питаются исключительно эвкалиптом косым и лишь немногие коалы способны употреблять оба вида. При этом особи с различными пристрастиями в еде могут жить в десяти метрах друг от друга. Не сложно догадаться, что население кишечников коал отличалось в зависимости от диеты.

Поэтому на следующем этапе учёные пересадили фекальную микробиоту от шести менее разборчивых особей шести преданным почитателям прутовидного эвкалипта. Всего через 18 дней видовое население кишечников всех животных было идентично, а некоторые особи даже приспособились к смешанной диете.

Кстати, существуют исследования, доказывающие, что эффективной может быть не только внутривидовая фекальная трансплантация, но и межвидовая. Объектом исследования в одной из наиболее ярких работ в этой области стали пустынные древесные крысы вида Neotoma lepida. Их изучением занимается группа специалистов из Университета Юты во главе с профессором Дениз Диринг (Denise Dearing). Несколько лет назад учёные обнаружили, что питаться откровенно токсичными растениями этим грызунам помогают бактерии, населяющие их кишечник. А в новом исследовании, результаты которого были представлено на встрече ASM, говорится об успешной пересадке этих бактерий обычным лабораторным крысам. В результате животные приобрели способность расщеплять оксалаты – соли щавелевой кислоты, которые ведут к образованию камней в почках.

Не менее интересна и работа с пересадкой бактерий с кожи лягушек. Как известно, многим видам земноводных сейчас приходится бороться с опасным грибковым заболеванием. К сожалению, многие из них приходят в упадок и даже полностью исчезают. Команде микробиологов во главе с Эрией Реболар (Eria Rebollar) из Национального автономного университета Мехико удалось подавить развитие патогена путём пересадки симбиотических бактерий с кожи лягушек, которым грибок оказался не страшен.

Что же касается южного белого носорога, то главной проблемой успешного сохранения вида оказался подбор правильного рациона при размножении в неволе. Отчитывалась о проделанной работе команда учёных из Калифорнийского зоопарка в Сан-Диего во главе с Кендис Уильямс (Candace Williams) . Они не стали менять микробиоту носорогов, а отладили систему питания животных так, чтобы микронаселение их кишечников могло справляться с ним самостоятельно без последствий для репродуктивной функции.

Дело в том, что в исторически сложившийся рацион носорогов в зоопарках входит большое количество фитоэстрогенов из сои и люцерны. Эти вещества оказывают существенное влияние на выработку женских половых гормонов. Но, согласно представленным результатам, если индийским носорогам (Rhinoceros unicornis) это ничуть не мешает регулярно производить на свет потомство, то белым южным (Ceratotherium simum simum) повезло куда меньше. Дальнейший микробиологический анализ как раз и позволил выявить ключевую разницу, определяемую бактериальным населением кишечников двух видов.

Как только южные белые носороги стали получать пищу с минимальным содержанием фитоэстрогенов, процесс их воспроизводства полностью наладился. Теперь сотрудники зоопарка охотно делятся своими знаниями с коллегами со всего света и параллельно планируют провести сравнение кишечной микробиоты своих подопечных с дикими собратьями.