Představme si baktérie, které na jednu stranu nezničí žádná antibiotika, na druhé straně na ně ale nemají vliv ani žádná probiotika. Jsou prostě takzvaně neovlivnitelné, zásahy z vnějšku na ně vůbec nefungují. Právě taková bakteriální společenstva objevili vědci v mikrobiomu ptáčátek sýkorek. Objev, na kterém se významnou měrou podíleli odborníci z Akademie věd ČR a Jihočeské univerzity, může mít do budoucna velký význam například i pro výzkum ochrany ptačích velkochovů před různými infekcemi. Závěry studie zveřejnil časopis Molecular Ecology.
Střevní mikrobiom je nejen u ptáků, ale i u dalších živočichů, včetně člověka, důležitou součástí obrany proti různým autoimunitním onemocněním i různým parazitům. Pokud je složení mikrobiomu zejména v raném vývojovém období vyvážené, má to pozitivní vliv na zdraví hostitele.
O to důležitější a zajímavější je tedy i zjištění vědců, jak se vyvíjí střevní mikrobiom u ptáčátek sýkorek. Z určitého pohledu jde totiž opravdu o narušení laické představy, jak každý organismus osídlují bakterie a jak je jejich výskyt později ovlivňován vnějšími okolnostmi nebo zásahy.
Už předchozí studie ukázaly, že ptáci se líhnou s téměř sterilním zažívacím traktem. Jakmile však jsou v hnízdě, jejich tělíčka se velmi rychle kolonizují bakteriemi. Asi po 8 až 10 dnech mají ptáčátka zažívací trakt kompletně osídlen mikrobiálním společenstvem a připraven na svou funkci. Jak je to možné?
Výzkumný tým složený z vědců Jihočeské a Kodaňské univerzity a Akademie věd ČR zjistil, že mikrobiální společenstva střeva jsou hlavně ovlivněna prostředím hnízda, přičemž nejde o jednorázový, ale kontinuální proces přenosu. Jak přesně probíhá a co tento přenos způsobuje, se vědci pokusili ověřit unikátním experimentem během hnízdního období sýkorek, které obvykle probíhá ve střední Evropě od dubna do června.
V tu dobu se malé sýkorky líhnou a jejich organismus začínají postupně kolonizovat baktérie. A vědci se do tohoto procesu pokusili uměle zasáhnout. „Proces kolonizace jsme se rozhodli rozbít dvěma metodami ovlivňujícími bakteriální společenstva: antibiotiky a probiotiky,” uvedl David Diez-Mendéz, první autor studie a „postdok“ z Akademie věd ČR.
V každém experimentálním hnízdě vědci opakovaně podávali dvěma ptáčátkům antibiotika, dvě ptáčátka dostávala probiotika a další dvě pak sloužila jako kontrola. Experiment probíhal po dobu téměř dvou týdnů, tedy od narození ptáčat až po jejich vylétnutí z hnízda.
A výsledek? Z laického pohledu velmi překvapivý. Vědci totiž zjistili, že zásahy z vnějšku, tedy podávání probiotik na jedné a antibiotik na druhé straně, složení mikrobiomu ptáčátek prakticky nijak neovlivnilo. Pokud by totiž probiotika či antibiotika nějak narušila proces kolonizace střeva, mohlo by to ovlivnit vstřebávání živin a omezit růst.
Vědci proto ptáčátka pravidelně vážili a odebírali vzorky střevního mikrobiomu z kloaky (tzv. kloakálními stěry). „Přitom jsme ale zjistili, že kolonizace střeva byla proti narušování, které jsme se pokusili uměle provést, dostatečně odolná,“ řekla portálu ScienceZoom seniorní autorka studie Kateřina Sam z Jihočeské univerzity.
I přes podávání antibiotik, která měla část baktérií zničit, a probiotik, určených naopak k podpoře jejich růstu, se mikrobiom ptáčátek obnovoval tak, jako kdyby ptáčátka žádná antibiotika a probiotika nedostávala. Jinými slovy: proces kolonizace byl natolik silný a stabilní, že ho nebyly schopné narušit ani poměrně silné vnější zásahy.
„Hlavním zdrojem obnovujícího se bakteriálního společenstva střeva ptáčků bylo bakteriální společenstvo v samotném hnízdě, následované vertikálním přenosem od samic spolu s přinášenou potravou,“ uvedla Sam.
Velmi zajímavé bylo totiž také zjištění, že i když se v hnízdě při krmení pravidelně střídají oba rodiče, baktérie od samců se na ptáčátka přenášení jen v minimální míře, zásadní je přenos od samiček. „Přesný důvod, proč tomu tak je, zatím neznáme,“ uvedla Sam.
Studie každopádně přinesla řadu zajímavých výsledků, které mohou přispět nejen k lepšímu pochopení tvorby mikrobiomu u volně žijících ptáků, ale také možná v budoucnu ovlivnit způsob ochrany a léčby v ptačích velkochovech. Překvapivé výsledky totiž ukázaly, že v případě ptáčátek sýkorek neměla tato antibiotická a probiotická léčba žádný měřitelný účinek ani na vývoj ptáčátek, ani na jejich bakteriální společenstva. "Velmi nás to překvapilo, protože chovná drůbež se kvůli zajištění chovů a prevenci rozvoje patogenních bakterií těmito antibiotiky léčí po desetiletí," uvedl další spoluautor Kasun H. Bodawatta z Kodaňské univerzity.
Výzkumný tým také zjistil, že mikrobiální společenstva střeva jsou hlavně ovlivněna prostředím hnízda, z nějž se pravděpodobně neustále přenáší na ptáčátka, a potlačují tak účinek antibiotik a probiotik. Střevní mikrobiomy sourozenců si byly totiž podobnější než mikrobiomy nepříbuzných sousedů. A i v tomto ohledu hrají velkou roli matky ptáčat. "Podobnost střevního a hnízdního mikrobiomu je důležitá, protože mikrobiální společenství v hnízdě závisí na materiálu hnízda vybraném samicemi, což má nepřímý mateřský vliv na střevní mikrobiom ptáčátek," uvedl David Diez-Méndez.
