Конкуренция за кровь: как экологи раскрывают тайны инфекционных заболеваний
Международная команда исследователей обнаружила новые детали о коинфекциях — одновременном заражении несколькими инфекционными заболеваниями. Исследование, посвящённое взаимодействию малярии и гельминтозов, предлагает новый взгляд на лечение и может помочь специалистам общественного здравоохранения понять, как болезни конкурируют в организме человека.
Экологи из Принстона Андреа Грэм и Сара Будишак проанализировали данные индонезийского исследования с участием 4000 пациентов, заражённых двумя паразитами: малярией и анкилостомой (кривоголовкой). Они сосредоточились на пациентах с малярией, которые также получили противопаразитарное лечение, и обнаружили ранее неизвестные взаимодействия между видами. Их экологическая перспектива оказалась ключевой для интерпретации данных и понимания, что конкурирующие виды паразитов борются за общий ресурс: эритроциты (красные кровяные тельца).
«Коинфицирующие агенты могут взаимодействовать внутри экосистемы тела так же, как виды взаимодействуют в саванне — через конкуренцию за ресурсы, хищничество и так далее», — сказала Андреа Грэм, доцент экологии и эволюционной биологии. — «Экологи, рассматривающие взаимодействие видов внутри организма целостно, могут пролить свет на здоровье человека».
Учёные выяснили, что удаление гельминтов у пациентов с малярией позволяло популяции малярийных паразитов увеличиваться почти в три раза. И наоборот, наличие кровососущих червей снижало плотность малярийных паразитов более чем на 50%. Другими словами, дегельминтизация может усугублять малярийные инфекции, потенциально вызывая более тяжёлые симптомы и увеличивая риск передачи малярии другим людям. Результаты были опубликованы 15 февраля в журнале Ecology Letters.
«То, взаимодействуют ли инфекции и как, имеет важные последствия для здоровья человека и распространения болезней», — сказала Сара Будишак, первый автор статьи.
Малярия и гельминтозы остаются двумя наиболее распространёнными и совместно встречающимися типами инфекционных заболеваний человека. Используя свои экологические знания, исследователи смогли разгадать эту загадку, поняв, что малярийные паразиты и некоторые виды червей полагаются на один и тот же ресурс в экосистеме хозяина: эритроциты.
Ключом к обнаружению этого сильного, но скрытого эффекта стала смена перспективы. Иммунологи смотрели «сверху вниз», фокусируясь на том, как иммунная система атакует паразитов. Экологи же применили экологическое мышление, рассмотрев паразитов как виды, конкурирующие за ресурсы.
Исследование показало, что разные виды малярии по-разному реагируют на дегельминтизацию из-за своей «разборчивости» в выборе эритроцитов:
- Plasmodium vivax («привередливый едок») сильно страдает от конкуренции с анкилостомой, так как ему нужны определённые эритроциты.
- Plasmodium falciparum («ест всё») может выиграть конкуренцию у червей, особенно при заражении недавно пролеченного человека.
Предыдущие исследования упускали эту иерархию, потому что все виды малярии и гельминтов рассматривались вместе. Фокус Грэм и Будишак на потребностях видов в ресурсах позволил обнаружить, что дегельминтизация позволяет популяции P. vivax увеличиваться втрое.
«Хотя дегельминтизация может по-прежнему приносить чистую пользу для здоровья этого населения, наше исследование предполагает, что она имеет потенциал усугублять тяжесть некоторых малярийных инфекций», — сказала Будишак.
Учёные рекомендуют взвешенный подход — политику «тестируй и лечи», при которой лечение подбирается индивидуально с учётом паразитарной нагрузки и риска малярии в данном районе и сезоне.
Это открытие стало результатом сотрудничества экологов с паразитологами из Медицинского центра Лейденского университета, которые проводили клинические испытания в Индонезии. Ранее Грэм годами проверяла теорию конкуренции за эритроциты в экспериментах на мышах.
Исследователи надеются, что их работа поощрит больше специалистов в области общественного здравоохранения к сотрудничеству с экологами, чей целостный взгляд может дать новое понимание регуляции популяций патогенов в организме человека.