Ученые определили момент, когда безвредные бактерии превратились в плотоядных монстров

Новое исследование позволило отследить эволюционный переход безвредного штамма стрептококка в высоковирулентный патоген — бактерию GAS (Group A β-hemolytic streptococcus), вызывающую, в том числе, некротизирующий фасциит («плотоядную болезнь»).

Эволюционный путь к вирулентности

Ученые под руководством Джеймса Массера из Methodist Hospital Research Institute проанализировали геномы около 3600 штаммов стрептококка со всего мира. Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, выявило серию ключевых генетических событий:

  1. Перенос чужеродной ДНК через горизонтальный перенос генов (часто при участии бактериофагов) позволил бактерии начать продуцировать два вредных токсина.
  2. Последующая мутация в одном из генов токсинов увеличила его вирулентность.
  3. Еще один акт горизонтального перроса генов добавил гены, кодирующие белки, подавляющие иммунную систему зараженного организма, что сделало патоген еще более опасным.

«Впервые мы смогли заглянуть за кулисы и раскрыть таинственные процессы, порождающие вирулентный патоген», — заявил Джеймс Массер.

Точная датировка и глобальные последствия

С помощью статистических моделей исследователи определили, что финальное генетическое изменение, превратившее GAS в высоковирулентный патоген, произошло в 1983 году.

Эта дата совпадает с началом документированных эпидемий стрептококковых инфекций по всему миру (Великобритания, Швеция, Норвегия, Канада, Австралия) в период с 1983 по 1985 годы. Симптомы варьировались от фарингита до некротизирующего фасциита.

Практическое значение и прогнозы

  • Краткосрочная перспектива: Понимание паттернов генетических изменений поможет определить, как часто необходимо обновлять бактериальные вакцины.
  • Долгосрочная перспектива (по мнению Массера): Регулярный мониторинг бактериальных геномов может позволить заранее обнаруживать опасные мутации или переносы генов, потенциально предотвращая эпидемии.
  • Альтернативный взгляд: Марко Оджони из Университета Лестера скептически относится к возможности таких предсказаний, но отмечает, что исследование поможет направленно разрабатывать лекарства, зная, какие генетические изменения и когда происходят.

Работа с GAS является моделью. Применение этих методов к другим патогенам может быть полезным для борьбы с существующими и будущими заболеваниями.