Mikrobien tiedetään vaikuttavan ruoansulatukseen, mieliala ja yleinen terveys, ja nyt Princetonin tutkijat ovat osoittaneet, että mikrobiomin muutos liittyy syöpään - ainakin uhanalaisessa ketun alalajissa, joka löytyy vain yhdeltä saarelta Kalifornian rannikolta.
Heidän tutkimuksensa ehdottaa monivaiheista prosessia:Ensinnäkin kissan kokoiset Santa Catalinan ketut saavat korvan punkit, jotka muuttavat ketun mikrobiomia ja mahdollistavat staph -infektion tarttumisen. Kun Staphylococcus pseudintermedius leviää, antibioottiresistentti infektio johtaa ketun korvien krooniseen tulehdukseen. Siinä tulehtuneen kudoksen ympäristössä, kasvaimet voivat kukoistaa. Tutkijat kertoivat havainnoistaan lehdessä Molekyyliekologia .
"Olimme todella innoissamme saadessamme näin selkeitä tuloksia, "sanoi Alexandra DeCandia, paperin ensimmäinen kirjoittaja ja jatko -opiskelija Bridgett vonHoldtin laboratoriossa, ekologian ja evoluutiobiologian apulaisprofessori Princetonin yliopistossa. "Kaikki mitä löysimme - vähentynyt lajien monimuotoisuus, muutokset yhteisön kokoonpanossa, potentiaalisesti patogeenisten lajien runsaus - vastaa odotuksiamme. "
Hanke alkoi Santa Catalinan saaren suojelutoimien aikana, kun tutkijat huomasivat, että suunnilleen puolet aikuisista ketuista sai kasvaimia korvissaan. Se on yksi korkeimmista kasvainten määrästä, joka on koskaan havaittu villieläimissä, joka vaatii välitöntä jatkotutkimusta.
Varhainen työ osoitti yhteyden korvan punkki -infektion ja kasvaimen kasvun välillä. Useimmat tutkijat oletivat, että korvapunkit johtivat krooniseen tulehdukseen, lopulta herättää kasvainten kasvua. DeCandia ja vonHoldtin tiimi halusivat tietää, oliko mikrobiomilla myös rooli tässä järjestelmässä.
Tämä keskittyminen mikrobiomin monimuotoisuuteen tekee heidän työstään erinomaisen esimerkin siitä, mihin kenttä aikoo siirtyä tulevaisuudessa. Olemme vasta äskettäin oppineet, kuinka tärkeä mikrobiomi on yksilön terveydelle - olipa kyseessä eläin tai ihminen. Aiemmin, tutkijat tutkivat vain osan kuvasta. He eivät varmasti katsoneet mikrobiomeja - heillä ei ollut edes työkaluja siihen. ... tutkimalla sitä, olemme ymmärtäneet, että monimuotoisuuden puute kyseisessä mikrobiyhteisössä, yhdistettynä ketun genetiikkaan, paras auttaa meitä ymmärtämään paitsi tämän taudin uhan myös muita sairauksia. Tämä on todellakin uusi paradigma uhanalaisten lajien uhkien ymmärtämiseksi. "
George Amato, Amerikan luonnonhistoriallisen museon luonnonsuojelun genomiikan johtaja
Uhatut Santa Catalinan ketut ovat yksi kuudesta Kanaalisaaren (Urocyon littoralis) alalajista, jotka elävät kuudessa kahdeksasta Kanaalisaaresta Etelä -Kalifornian rannikolla. Useita alalajeja, mukaan lukien Santa Catalinalla (U. littoralis catalinae) olevat, ovat tehneet vaikuttavia levypalloja sukupuuton partaalta - minkä seurauksena ne ovat kaikki geneettisesti uskomattoman samanlaisia, lähes kloonat toisiaan.
Kettujen lähes täydellinen geneettisen monimuotoisuuden puute tekee heistä kiehtovia tutkimuskohteita, sanoi DeCandia.
"Yleensä pidämme geneettistä monimuotoisuutta hyvänä ja välttämättömänä asiana, "Se sanoi." Se pitää organismit terveinä - ajattele sisäsiitoskasvatukseen liittyviä kielteisiä terveysvaikutuksia - ja auttaa populaatioita selviytymään odottamattomista muutoksista ympäristöönsä. Mutta huolimatta siitä, että geneettistä vaihtelua ei juurikaan ole, näillä kettuilla on hyvin vähän merkkejä huonosta terveydestä tai sisäsiitoslamasta. Tämä saa meidät ihmettelemään, onko muista monimuotoisuuden muodoista - kuten niiden asukkaista eliöistä - tullut tärkeitä toimijoita terveydelle ja koskemattomuudelle. Siksi keskityimme tutkimuksessamme näiden ketun mikrobiomiin ja sairauteen. "
Yhteys mikrobien ja syöpien välillä oli odottamaton löytö, DeCandia sanoi. "Kun aloitimme tämän tutkimuksen, halusimme yksinkertaisesti luonnehtia mikrobiomia muutamissa eri kehon paikoissa kettuissa. Aivan kuten 1800-luvun luonnontieteilijät ottaisivat uuden elinympäristön ja luettelolajit, alunperin halusimme luetteloida mikrobeja. Kuitenkin, kun olet katsonut korvakäytävät tarkemmin, huomasimme, että punkin tartuntatilanteeseen liittyy paljon vaihtelua. Sitten käänsimme paperin keskittymään melkein kokonaan punkki -infektioon liittyviin korvakäytävän mikrobeihin! "
Catalina Island Conservancyn yhteistyökumppaneidensa kanssa he pyyhkäisivät kymmeniä kettuja keräämään mikrobeja, sitten uutettiin DNA sen määrittämiseksi, mitkä mikrobit olivat läsnä kaikissa näytteissään - ja missä suhteellisessa runsaudessa.
"Koska mikrobeja on yhteisössä, suhteellisella osuudella on väliä, "DeCandia sanoi.
He havaitsivat, että punkkiin tartunnan saaneilla korvakäytävillä oli merkittävästi erilaiset mikrobiyhteisöt kuin tarttumattomilla korvilla. Yleinen lajien rikkaus oli pienempi, ja suhteellinen runsaus kallistui kohti yhtä bakteerilajia:S. pseudintermedius, joka on yleinen koirilla (mukaan lukien koirat) ja josta voi tulla opportunistinen taudinaiheuttaja, kun yhteisöt hajoavat - kuten punkkien saastuminen.
Staph-mikrobi muodostaa sitten antibioottiresistenttejä biokalvoja, jotka ovat "uskomattoman vaikeita" immuunijärjestelmän hävittämiseksi, sanoi DeCandia. Tuloksena, tämä staph -kanta liittyy krooniseen tulehdukseen monissa lajeissa.
Tutkijat yrittävät edelleen selvittää syy -seuraussuhteita - esim. tuovatko punkit sisään staph -mikrobeja vai olivatko ne läsnä, mutta piileviä, kunnes punkit aiheuttivat riittävästi rakenteellisia vaurioita, jotta staph -bakteerit saisivat populaation nousun - mutta korrelaatiojono on selvä:punkki -infektio liittyy S. -leviämiseen. pseudintermedius, joka liittyy tuumorigeneesiin liittyvään krooniseen tulehdukseen.
Yksi tärkeä kysymys on, miksi kuudesta Kanaalisaaren ketun alalajista, vain kolmella on punkkeja ja vain yhdellä - Catalinan saaren kettuilla - on merkittävä kasvaimen kasvu.
Uusi tutkimus vahvistaa aiempaa tutkimusta, jossa vonHoldtin laboratorion jäsenet mukaan lukien Kennedy Leverett luokasta 2020, tutkittu muutoksia ihon mikrobiomissa, jotka liittyvät sarkoptisiin rintoihin, joka johtuu erilaisesta punkista. He katsoivat kojootteja, punaiset ketut ja harmaat ketut ja löysivät huomattavan johdonmukaisia allekirjoituksia mikrobihäiriöistä, jotka melkein täsmälleen vastasivat saaren kettu -tutkimusta:Tartunnan saaneilla yksilöillä oli vähentynyt mikrobiomien monimuotoisuus ja lisääntynyt S. pseudintermedius.
"Yhdessä tarkasteltuna, nämä kaksi tutkimusta viittaavat siihen, että tämä mikrobilaji on tärkeä toimija canid -mikrobiomeissa ja voi toimia monissa sairauksissa, "DeCandia sanoi.