Климатическая чрезвычайная ситуация представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека.
Повышение температуры и изменения в состоянии экосистем в сочетании с глобализацией и действиями человека, такими как широкое использование фунгицидов и антибиотиков в сельском хозяйстве, могут способствовать появлению и распространению новых видов потенциально вирулентных патогенных микроорганизмов, которые до сих пор недооценивались, таких как грибы.
Понимание эволюционных путей, по которым следовали эти потенциальные патогены, того, как они приобрели свою вирулентность или как у них развилась способность заражать людей, является ключом к возможности контролировать их и предотвращать будущие смертельные эпидемии, такие как недавняя Covid-19. пандемия, вызванная появлением вируса SARS-CoV-2.
В связи с этим группа из Института биомедицинских исследований (IRB Барселона) и Барселонского суперкомпьютерного центра — Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) под руководством исследователя ICREA доктора Тони Габальдона выявила грибок Candida. Семья как потенциальный патоген. Семейство грибов Candida представляет собой микроорганизмы, вызывающие такие инфекции, как вагинальный кандидоз или системный кандидоз, которые могут быть смертельными для людей с ослабленным иммунитетом.
Команда исследователей обнаружила, что Candida ortopsilosis — это гибридный микроорганизм, который произошел от двух других родительских грибов в морской среде. И именно эта гибридизация придала ему определенные свойства, такие как способность заражать организм человека, а также вирулентность, которые делают его потенциальной угрозой для глобального здравоохранения.
Это открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, также открывает путь к выявлению адаптаций, которые позволяют определенным микроорганизмам с большей вероятностью колонизировать людей и вызывать болезни.
«Мы потратили годы, пытаясь ответить на вопрос, что делает одни виды патогенными для человека, а другие, например те, которые есть в нашем микробиоме, — нет», — говорит доктор Габальдон.
«Наши результаты показывают, что гибридизация — процесс, которому до сих пор уделялось мало внимания, — позволяет быстро приобретать свойства, которые позволяют заразить человека. Следовательно, у грибов этот процесс может быть кратчайшим путем для завоевания таких видов, как наш», — добавляет он.
Кинематографическая инфекция
Фактически, при должной осторожности, это сюжет недавнего популярного мини-сериала «Последние из нас» (HBO Max), где гриб быстро приобретает огромную способность к заражению, передаче и вирулентности — идеальный коктейль свойств, который позволяет ему уничтожить человечество за короткое время.
Подсчитано, что в настоящее время существует более миллиона видов грибов, большинство из которых приспособлены к жизни при умеренных или низких температурах в почве, водной среде, деревьях и растениях, а также у животных, таких как земноводные, рыбы, рептилии и насекомые.
С 1980-х годов число вспышек новых инфекционных заболеваний росло почти на 7% в год, а грибы все чаще идентифицируются как серьезная угроза общественному здравоохранению во всем мире. А повышение глобальной температуры сделало их толерантными к теплой среде, включая человеческое тело.
Так обстоит дело с Candida auris, грибком, который приспособился заражать людей, который также потенциально обладает множественной лекарственной устойчивостью и может эффективно распространяться в больничных условиях. Во всем мире уже произошли сотни вспышек этой инфекции с уровнем смертности от 30 до 60%. Ученые отмечают, что это может быть первый микроорганизм, ставший патогеном в результате изменения климата.
Гибриды — лучше адаптированы, чем их «прародители»
То же самое могло произойти и с C. ortopsilosis. Доктор Габальдон и его команда изучили девять образцов дрожжей, выделенных из морской среды, в частности, на побережье Катара в Аравийском море. Исследователи секвенировали и проанализировали их геномы и обнаружили, что большинство обнаруженных грибов являются гибридами. Это наблюдение привело их к выдвижению гипотезы о том, что эти грибы могли подвергнуться адаптации, которая дает им преимущество перед родительскими штаммами.
Кроме того, они обнаружили, что эти микроорганизмы из морской среды тесно связаны с теми, которые они обнаружили в клинических образцах. Учитывая эти наблюдения, они указывают на то, что гибридизация и появление этого нового микроорганизма, должно быть, произошли в море и оттуда перешли к людям, вызвав проблемы со здоровьем. Как это произошло, до сих пор остается загадкой.
«Наши результаты показывают, что генетические характеристики, которые делают гибриды конкурентоспособными и способными выживать в морской экосистеме, могут быть полезны для того, чтобы сделать то же самое у людей», — говорит доктор Габальдон.
Все морские образцы, использованные в исследовании, были изолированы в субтропических водах с температурой от 35°C до 44°C.
«Мы увидели, что оптимальная температура, при которой растут штаммы C. ortopsilosis, составляет 35°C и что они могут выживать даже при гораздо более высоких температурах. Это наблюдение вызывает беспокойство, поскольку их толерантность превосходит тепловой барьер млекопитающих, который до сих пор действовал как защитный щит и открывает путь для заражения людей», — добавляет доктор Валентина дель Ольмо, научный сотрудник группы доктора Габальдона и первый автор исследования.
Доктор Габальдон добавляет, что это условно-патогенные микроорганизмы, которые обычно заражают людей с ослабленным иммунитетом, таких как больные раком, больные ВИЧ, пожилые люди и новорожденные, среди прочих, и эта группа растет в численности.
Исследователи заключают, что «при постоянном повышении глобальной температуры и чрезмерном использовании противогрибковых препаратов в сельском хозяйстве и клинической практике появление в окружающей среде грибов, способных преодолевать тепловой барьер млекопитающих, приобретать устойчивость к фунгицидным препаратам и становиться потенциальной угрозой будет увеличиваться».