Вадим Дудченко
Администратор портала

Aspergillus latus, вид гриба, ранее встречавшийся только в почве или растениях, был впервые обнаружен в больничной среде международной группой исследователей. Группа секвенировала его геном и обнаружила, что он на самом деле является гибридом и в три раза более устойчив к лекарственным препаратам, чем два вида, от которых он происходит.

Статья об этом исследовании опубликована в журнале Current Biology и написана в соавторстве с исследователями из Бразилии, Соединенных Штатов, Португалии и Бельгии. Исследование было поддержано Исследовательским фондом Сан-Паулу-FAPESP .

Этот вид более устойчив к лекарственным препаратам, чем его два родителя, и очень опасен для пациентов с респираторными заболеваниями и ослабленной иммунной системой.

Аспергиллез-это заболевание легких, вызываемое грибами этого рода, особенно A. fumigatus, который широко встречается в растениях и почве. Все люди регулярно вдыхают споры аспергилла, которые обычно не вызывают симптомов у здоровых людей. Однако у пациентов со слабой иммунной системой плесень может вызвать пневмонию, накопить грибковые шарики (аспергилломы) в легких и распространиться, чтобы стать инвазивным легочным аспергиллезом, самой тяжелой формой заболевания. A. fumigatus является наиболее частой причиной аспергиллеза, но другие виды также вызывают это заболевание, включая A. flavus, A. niger, A. nidulans и А. терреус.

"Примерно в 90% случаев заражение аспергиллом вызывается A. fumigatus, но при некоторых генетических заболеваниях человека A. nidulans является более частой причиной. Поэтому мы начали собирать клинический материал из различных частей мира, чтобы увидеть, как часто этот вид встречается в больничной среде. К нашему удивлению, шесть из десяти образцов содержали гриб, который никогда раньше не был обнаружен , чтобы заразить людей",-сказал Густаво Энрике Голдман, профессор Школы фармацевтических наук Рибейран-Прету Университета Сан-Паулу (FCFRP-USP) в Бразилии и копринципальный исследователь для исследования с Антонисом Рокасом, профессором Университета Вандербильта в Соединенных Штатах.

Генетическое секвенирование также показало, что A. latus является гибридом двух относительно отдаленно родственных видов и содержит полные копии ДНК обоих родительских видов. Тесты, проведенные другими группами, уже показали, что A. latus может быть в три раза более устойчив к противогрибковым препаратам, чем его Родительский вид, A. spinulosporus и неизвестный родственник A. quadrilineatus. Он также более эффективно борется с иммунными клетками человека.

"Гриб получает значительные преимущества от того, чтобы быть гибридом", - сказал Голдман. "Точная идентификация вида, вызывающего инфекцию, важна для того, чтобы принять решение о наилучшем лечении и избежать резистентности к существующим лекарствам."

Однако, добавил он, в настоящее время лишь немногие бразильские больницы располагают ресурсами для проведения генетического секвенирования, позволяющего идентифицировать грибы, заражающие пациентов, с точностью, превышающей уровень рода. Идентификация обычно достигается морфологическим анализом под микроскопом, что оставляет место для ошибочного диагноза. Например, образцы A. latus, использованные в исследовании, ранее были помечены этим методом как A. nidulans.

Грибы и КОВИД-19

Присутствие грибов в больничной среде является хорошо известным фактором обострения заболевания и даже смерти. В сотрудничестве с исследователями из Германии Гольдман и его группа в настоящее время собирают образцы грибов, присутствующих в легких пациентов COVID-19, с целью изучения того, как эти организмы могут ухудшить их состояние, в качестве основы для разработки стратегий предотвращения и борьбы с инфекциями.

"Несколько пациентов COVID-19 умерли из-за сопутствующей инфекции аспергиллом", - сказал Голдман. "В настоящее время у нас есть четыре штамма, которые были выделены от пациентов, умерших от COVID-19 в Европе, и мы будем секвенировать их геномы, чтобы идентифицировать вид и посмотреть, благоприятствует ли им болезнь."

Он ищет партнеров, чтобы помочь собрать материал в Бразилии, но процедура выделения образцов влечет за собой строгий клинический протокол, еще не используемый в Бразилии, который гарантирует, что медицинские работники и исследователи не заражены новым коронавирусом. В Европе экспериментальный протокол был внедрен как раз к началу пандемии.

Случаи сопутствующего COVID-19 и заражения грибами рода Aspergillus свидетельствуют о важности получения более подробной информации об этих микроорганизмах. Например, A. fumigatus встречается во всем мире и способен выживать в экстремальных условиях, таких как температура до 70 °C и дефицит питательных веществ. Он может даже извлекать пищу из воды.

"Теперь мы выявили еще одну особенность рода, которая заключается в образовании гибридов", - сказал Голдман.

Для недавно опубликованного исследования исследователи собрали десять образцов грибов, главным образом обнаруженных в материале, собранном у пациентов с аллергическим бронхолегочным аспергиллезом и другими заболеваниями, такими как хроническая гранулематозная болезнь, вызванная генетической дисфункцией, которая ухудшает иммунную систему, и хроническая обструктивная болезнь легких, включая хронический бронхит и эмфизему.

Образцы были собраны в Португалии, Бельгии, США и Канаде. Секвенирование подтвердило, что только трое из них являются A. nidulans. Один был идентифицирован как A. quadrilineatus, почвенный гриб, который также заражает людей, а остальные шесть-как A. latus, до сих пор встречающийся только в почве и растениях.

Эволюция

A. latus-это первый гибридный нитчатый гриб, который, как известно, вызывает заболевание у человека, относительно распространенное свойство дрожжей, таких как дрожжи рода Candida, вызывающие кандидоз. Еще одна любопытная особенность A. latus состоит в том, что она диплоидна, то есть ее клетки содержат два набора хромосом, подобных всем человеческим клеткам, за исключением яйцеклеток и сперматозоидов. Большинство грибов гаплоидны, имеют только один набор хромосом.

Гибрид также сохраняет ДНК обоих родительских видов, что говорит о недавнем слиянии. Гены рекомбинируются в древних гибридах или видах, которые отделились от общего предка эоны назад, и некоторые гены теряются или изменяют свое положение в процессе эволюции.

Мулы - это хорошо известный пример гибрида. У них 63 хромосомы, смесь 64 у кобылы и 62 у осла. Однако в случае A. latus генетический материал обоих родителей сохраняется в полном объеме.

"Еще одно любопытство заключается в том, что генетическое расстояние между двумя родительскими видами более или менее такое же, как между Homo sapiens и лемуром", - сказал Голдман, имея в виду 88 видов приматов Lemuroidea, произрастающих на Мадагаскаре в Африке.

 



Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц