Группа исследователей под руководством Института Лейбница в Йене открыла новый способ, с помощью которого грибок Candida albicans может повреждать ткани человека. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, учёные описывают альтернативную стратегию патогенности, связанную с белком сыворотки крови человека — альбумином. Этот механизм ранее не был описан и может объяснить, почему некоторые клинические изоляты Candida albicans кажутся безобидными в лабораторных тестах, но вызывают инфекции у пациентов.
Candida albicans является частью нормальной микробиоты человека, колонизируя слизистые оболочки без вреда. Однако при определённых условиях грибок может стать патогенным, особенно у людей с ослабленной иммунной системой. Учёные давно знают, что Candida albicans вызывает инфекции, используя хорошо изученные механизмы, такие как продукция токсинов и формирование гиф для проникновения в ткани хозяина.
Международная группа исследователей под руководством Марка Греснигта из Института Лейбница по исследованию натуральных продуктов и инфекционной биологии (Leibniz-HKI) обнаружила ещё один инструмент, с помощью которого дрожжи могут причинять вред. «Мы обнаружили, что Candida albicans может использовать альтернативную стратегию патогенности», — говорит София Хитцлер, первый автор и кандидат наук в исследовательской группе Греснигта. «Даже штаммы или мутанты, ранее считавшиеся невирулентными в лаборатории, становились цитотоксичными при наличии альбумина».
Идея для исследования возникла из озадачивающего наблюдения: некоторые клинические изоляты Candida, хотя и были взяты у инфицированных пациентов, не наносили заметного ущерба в стандартных лабораторных моделях. «Это не складывалось», — вспоминает Хитцлер. «Мы подозревали, что в наших тестовых системах отсутствует какой-то важный специфический для хозяина сигнал — и альбумин был вероятным кандидатом».
Альбумин — это наиболее распространённый белок в сыворотке крови человека. Он играет различные роли в транспорте, связывании питательных веществ и регуляции иммунитета. В тщательно контролируемых моделях инфекции исследователи обнаружили, что альбумин запускал изменение в поведении грибка: даже ранее неопасные штаммы Candida начали более активно расти, образовывать биоплёнки и выделять цитотоксическую липидную молекулу под названием 13-HODE, которая непосредственно повреждает клетки человека.
«Грибку не обязательно иметь длинные гифы или производить большое количество токсинов, чтобы вызвать инфекцию», — объясняет соавтор-первый автор Кандела Фернандес-Фернандес, также кандидат наук в группе Греснигта. «В зависимости от условий, в которых он находится, грибок будет адаптироваться — и сможет использовать хозяина в своих целях».
Чтобы раскрыть механизм, ведущий к инфекции, команда использовала комбинацию методов, включая микроскопию, клеточные анализы повреждений, транскриптомику и метаболомику. Они показали, что альбумин запускал перепрограммирование метаболизма грибка, включая пути окисления липидов, которые приводят к производству токсичного соединения 13-HODE — ранее не связанного с вирулентностью Candida albicans.
Новые результаты подчёркивают несколько важных соображений для будущих исследований грибков. Во-первых, это необходимость в физиологически релевантных тестовых системах, которые лучше отражают среду обитания человека. «Просто предоставить необходимые питательные вещества в лаборатории недостаточно», — говорит Хитцлер. «Нужны правильные сигналы окружающей среды. В противном случае вы можете упустить из виду штаммы, которые на самом деле опасны в организме человека».
Ещё один вывод — важность работы с клиническими изолятами, отражающими разнообразие штаммов Candida в реальных инфекциях. «Если вы хотите изучить, например, вагинальную инфекцию, имеет смысл использовать штамм из этого места», — говорит Фернандес-Фернандес. «Стандартные лабораторные штаммы могут не отражать того, что происходит при реальной инфекции».
Благодаря новому пониманию Candida albicans предстаёт ещё более универсальным организмом, способным переключать стратегии в зависимости от окружающей среды — и даже один белок-хозяин, такой как альбумин, может склонить чашу весов в сторону болезни. В будущем эти знания могут способствовать созданию более реалистичных моделей инфекций и, в конечном счёте, помочь определить новые мишени для противогрибковых стратегий.
Предоставлено Институтом Лейбница по исследованию натуральных продуктов и инфекционной биологии.
Другие новости по теме
- Данные, полученные на основе анализа информации с 1000 ферм за 13 лет, показывают, что выживание в сельском хозяйстве зависит от гибкости без потери стабильности.
- Что такое «горячие точки» у собак и как с ними бороться?
- Учёные воссоздали развитие яйцеклеток мыши без клеток поддержки яичников
- Окаменевшая нервная система указывает на происхождение паукообразных из океана
- Потепление океана замедляет рост даже устойчивых видов кораллов в Карибском море
- Исследователи предупреждают: ночное жало в опасности из-за снижения генетического разнообразия
- В Йеллоустонском парке осины демонстрируют признаки восстановления после возвращения волков в 1995 году
- Исследователи обнаружили динамическое взаимодействие между FtsZ и ZapA при делении бактерий
- Высокое экологическое разнообразие агролесоводческих систем Фиджи означает более качественные пищевые ресурсы
- Пшеница становится более устойчивой к изменению климата благодаря естественному селекционированию растений и машинному обучению.
Другие новости на сайте
- Портативная Bluetooth-колонка Anker Soundcore 2: отличный звук по доступной цене
- Etsy столкнулась с бойкотом пользователей из-за товаров под брендом «Аллигатор Алькатрас»
- В сентябре 2024 года члены Организации Объединённых Наций приняли «Пакт во имя будущего».
- Подростки победили ИИ на международной математической олимпиаде
- Clash в Cardano: Хоскинсон защищает IOG на фоне недовольства «китов»
- Q&A: Улучшает ли сосредоточенность на опыте преподавателей подготовку учителей?
- Q&A: Улучшает ли сосредоточенность на опыте преподавателей подготовку учителей?
- Правительство Великобритании призывает жертв программ-вымогателей сообщать о кибератаках для противодействия хакерам.
- ИИ в университетах: как большие языковые модели трансформируют научные исследования
- Том Ли из Fundstrat: биткоин может достичь цены свыше 1 миллиона долларов, став «цифровым золотом».