ХОЗЯИН И СИМБИОНТЫ: "СВОИ" СРЕДИ "СВОИХ"

 Заседание круглого стола ведет проф. Е.С. Лобакова (Москва, МГУ)

Задача научной конференции – не только дать ответы, но и поставить правильные вопросы, считает директор Института клеточного и внутриклеточного симбиоза академик РАН И РАМН О.В. Бухарин. Олег Валерьевич часто цитирует Бальзака, говорившего, что ключом ко всякой науке является вопросительный знак, а также иллюстрирует это высказывание примером из своей области знания — микробиологии. Однажды в лаборатории Александра Флеминга в чашку Петри с питательной средой при пересеве случайно попала зеленая плесень. Ученый обратил внимание на то, что рост бактерий прекратился. Флеминг задался вопросом, отчего это происходит. А его коллега сказал: подумаешь, у  меня часто такое бывает — выбросил, да и все. Имени его мы не знаем. А Флеминг в результате поисков ответа на свой вопрос открыл пенициллин. 

Главным предметом обсуждения на VII российской научной конференции по персистенции микроорганизмов, прошедшей в Оренбурге в конце сентября, стал вопрос о персистенции как форме симбиоза микробов с организмом хозяина. Форум, в котором приняли участие более 50 ведущих ученых-микробиологов, иммунологов, специалистов клинической медицины из Москвы, Санкт-Петербурга, Оренбурга, Тюмени, Челябинска, Уфы, Курска, Ростова-на-Дону, организовали Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН, Научный совет по микробиологии РАН, Оренбургская государственная медицинская академия, Российский фонд фундаментальных исследований, правительство Оренбургской области.

В тематике оренбургских микробиологических конференций, традиционно проходящих раз в три года, прослеживается явная поступательная логика. Если на первой конференции 1994 года ученые рассматривали выживание микробной клетки как таковой, обсуждали проблему выявления факторов персистенции в неблагоприятных условиях, то сегодня акцент сместился к исследованиям персистенции микробных сообществ в симбиозе с макроорганизмом. В течение 20 лет оренбургские микробиологи отрабатывали инструментарий, который теперь можно приложить к решению различных проблем.

Классическая микробиология ставит задачу выделить и изучить «чистую культуру». Но в природе чистой культуры не существует, микробы выживают не сами по себе, а формируя симбиоз с хозяином и с другими группами микроорганизмов. Исключение, пожалуй, составляют экстремофилы — существа, способные жить и размножаться в экстремальных условиях, как, например, термофилы, которые адаптировались к высоким температурам и живут в термальных источниках. Подавляющее же большинство микроорганизмов выживают в сообществах, которые взаимно адаптируются, чтобы не наносить друг другу вред. Персистенция в сообществах — качественное иное явление, нежели выживание  поодиночке. Симбиоз, формирующийся в результате взаимной адаптации микросимбионта и хозяина, реализуется через так называемый персистентный потенциал — совокупность характеристик выживания микроорганизмов в условиях хозяина.

Как и на предыдущих, на конференции обсуждались генетические, фенотипические, клинические, иммунологические и экологические аспекты персистенции микроорганизмов. Но все эти проблемы рассматривались с точки зрения главной идеи: в основе ассоциативного симбиоза человека лежит персистенция доминантных и ассоциативных микроорганизмов. Они формируют микросимбиоценозы различных биотопов нашего организма. Сейчас даже стали говорить о «микробном органе» человека, который выполняет ряд стабилизирующих функций.

Еще одна важнейшая идея конференции заключается в том, что принцип бактериального распознавания «свой-чужой» — это функциональная основа формирования любых бактериальных сообществ, построения любых симбиотических  связей. По словам О.В. Бухарина, подобно тому, как все разведки мира жаждут решить задачу различения «своего» и «чужого», так и задача иммунитета — определить «своих» и «чужих» (свой — проходи, чужой — стой, включается защита). В решении этой задачи микробиологам могут помочь математики, у которых для этого есть соответствующие методы. 

В рамках рассмотрения проблемы взаимоотношений микроорганизмов в микросимбиоценозе в норме и при патологии шла речь о колонизационной резистентности. Это одно из функциональных проявлений ассоциативного симбиоза, результат симбиотических взаимодействий организма хозяина и микроорганизмов. Важный момент формирования микросимбиоценозов — взаимодействие микроорганизмов с эпителиоцитами. На конференции были представлены данные о генетической основе факторов, подавляющих действие лизоцима — фермента, который разрушает клеточные стенки бактерий. Оказалось, что гены антилизоцимной активности, определяющие способность микроорганизмов к персистенции, т.е. к выживанию в макроорганизме, расположены как в хромосомах, так и в плазмидах. Причем в хромосомах гены антилизоцимной активности обнаружили бельгийские микробиологи, а в плазмидах — их оренбургские коллеги. Пока ученые двух стран знают друг друга по научным публикациям, в частности, бельгийские специалисты знакомы с работами О.В. Бухарина 1990-х годов. В будущем, возможно, и они примут участие в очередной оренбургской конференции по персистенции.

На нынешнем форуме были представлены результаты исследований факторов и механизмов персистенции микроорганизмов различных таксонов, их значения при бактерионосительстве и в клинике хронических инфекций. По существу инфекция — это природная модель ассоциативного симбиоза, поэтому при ее лечении нужно одновременно учитывать функциональное состояние макроорганизма и возбудителя.

В докладе  А.В. Валышева были обобщены сведения об одном из важнейших устойчивых симбионтов человека в норме и при инфекции — энтерококках. Этой проблеме посвящена только что вышедшая монография  О.В. Бухарина и А.В. Валышева «Биология и экология энтерококков». Авторы предлагают новые подходы к лечению инфекций, вызванных персистирующими микроорганизмами, и ряд новых препаратов, подавляющих факторы персистенции бактерий.  

На конференции обсуждались и другие вопросы: как диагностировать стабильное микробное сообщество, каковы критерии его устойчивости и как восстановить нарушенное сообщество. Последний вопрос важен и с практической точки зрения, так как сегодня невелика эффективность препаратов, восстанавливающих микрофлору кишечника. Например, хорошо нам известный и широко рекламируемый «Линекс» подходит далеко не всем. Актуальны исследования взаимодействий в микросимбиоценозах, приводящие к формированию устойчивых микробных сообществ. 

В докладах участников конференции была рассмотрена роль макроорганизма в персистенции бактерий, в частности, влияние его гипоталамической нейросекреции на формирование симбиоза с микроорганизмами, а также обсуждены вопросы персистенции грибов рода Candida.

Традиционно было уделено внимание ассоциативному симбиозу природных водоемов, представлен анализ природных водных многокомпонентных ассоциаций, включающих бактерии, водоросли и простейших. Эти исследования имеют как фундаментальное, так и прикладное значение, так как на их основе разрабатываются оригинальные методы биологической оценки экологического состояния водоемов. Особый интерес представляет изучение соленых озер, где сформировался уникальный микробиоценоз водорослей, простейших, бактерий, продукты жизнедеятельности которых обладают лечебными свойствами.  

В рамках конференции прошло заседание круглого стола «Инфектологические проблемы ассоциативного симбиоза». Выступавшие в очередной раз подчеркнули, что персистенция — широко распространенное общебиологическое явление. Академик Бухарин говорил о необходимости инфектологического подхода к изучению инфекционного процесса. Поскольку персистенция — это результат взаимной адаптации микро- и макроорганизма, исследовать их надо одновременно.  Профессор Е.С. Лобакова (Москва) напомнила высказывание Л. Маргулис о том, что «живая природа испытывает отвращение к чистой культуре». По-видимому, и симбиогенез, лежащий в основе эволюции эукариот, по сути есть персистенция одной клетки в другой. Это ставит на повестку дня серьезный научный вопрос о том, что симбиозы возникли для выживания организмов, т.е. для персистенции. Профессора А.В. Зурочка (Челябинск), А.Р. Мавзютов (Уфа), И.Н. Чайникова, А.И. Смолягин, Н.В. Немцева, доктор медицинских наук С.Б. Фадеев, доцент С.В. Черкасов (Оренбург) отметили необходимость разработки новых подходов в изучении взаимодействий симбионтов.  

Выступает проф. А.В. Зурочка (Челябинск)

Труды участников конференции опубликованы в тематическом номере «Журнала микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии» (2012, № 4). А следующий форум по проблемам персистенции микроорганизмов планируется провести в Оренбурге в 2015 году.

Е. ПОНИЗОВКИНА