Как безвредные бактерии превращаются в смертельно опасные "плотоядные" штаммы

Новое исследование Университета Центральной Флориды показало, что экологический образ жизни бактерий объясняет, почему некоторые из них становятся смертельно опасными для человека, а другие остаются безвредными.

Результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, сосредоточены на бактерии Vibrio vulnificus, известной как "плотоядная". Однако полученные данные могут помочь создать модель, применимую и к другим патогенам человека.

V. vulnificus, обитающая в морской среде, часто вызывает некротический фасциит — инфекцию, при которой плоть вокруг открытой раны отмирает. Потребление сырых устриц, заражённых этой бактерией, также может привести к тяжёлому и опасному для жизни сепсису у пациентов с хроническими заболеваниями, такими как сахарный диабет. V. vulnificus — один из самых быстро убивающих человеческих патогенов со смертностью более 50%. Но не все штаммы этой бактерии опасны, большинство безвредны.

Исследование в лагуне Индиан-Ривер

Исследовательская группа под руководством Сальвадора Альмагро-Морено изучила популяции V. vulnificus в лагуне Индиан-Ривер во Флориде, где эта бактерия является эндемичной. Целью было выявление геномных и экологических факторов, способствующих появлению смертельных вариантов.

В 2018–2019 годах были собраны образцы из двух районов лагуны. Учёные исследовали широкий спектр факторов: бактериальные сообщества, загрязнители воды, растворённое органическое вещество, наличие цветения водорослей и другие. Перед отбором проб команда разработала новый генетический маркер для быстрого скрининга образцов в больших масштабах, позволяющий точно обнаруживать V. vulnificus и различать патогенные и непатогенные штаммы.

Ключевые выводы

Были обнаружены чёткие связи между вероятностью выявления смертоносных штаммов бактерии и определёнными экологическими факторами и геномными детерминантами.

"Наши результаты показывают, как экосистемы могут создавать давление, способствующее появлению специфических штаммов с патогенным потенциалом внутри естественной популяции", — говорит Альмагро-Морено. — "Теперь у нас есть доказательства, что окружающая среда играет критически важную роль в формировании появления этого патогена".

Это исследование — важный шаг к пониманию механизмов возникновения патогенов и может помочь в прогнозировании и предотвращении будущих вспышек.