Как обычный грибок понимает, когда нужно атаковать

Оппортунистический грибковый патоген Candida albicans незаметно живёт в наших телах, пока не почувствует, что организм ослаблен. Тогда он быстро адаптируется и переходит в наступление. Грибок, известный как причина молочницы и других незначительных инфекций, также вызывает иногда смертельную инфекцию — кандидемию — у пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование in vivo, опубликованное в mBio, показывает, как C. albicans может отличить здорового хозяина от нездорового и изменить свою физиологию для атаки.

«Способность грибка чувствовать иммунный статус своего хозяина может быть ключом к его способности безвредно колонизировать одних людей, но становиться смертельным патогеном для других», — сказала Джессика В. Пирс, BA, аспирант программы молекулярной микробиологии Школы биомедицинских наук Саклера при Университете Тафтса.

«Эффективное обнаружение и лечение заболеваний у пациентов с ослабленным иммунитетом потенциально может работать за счёт воздействия на уровни белка Efg1p, который, как мы выяснили, влияет на рост Candida albicans внутри хозяина», — продолжила она.

Из предыдущих исследований учёные знали, что Efg1p влияет на экспрессию генов, регулирующих степень вредоносности грибковой клетки. Неожиданно исследователи обнаружили, что более низкие уровни Efg1p позволяют грибковым клеткам достигать высоких концентраций внутри хозяина. Более высокие уровни белка приводят к меньшему росту.

Чтобы изучить, как иммунный статус может влиять на рост C. albicans в организме хозяина, исследователи скормили как здоровым, так и иммунокомпрометированным мышам равные количества двух штаммов грибка, содержащих два разных уровня белка Efg1p.

Анализ фекальных гранул мышей показал, какой штамм грибка преуспел. В здоровом организме преобладали грибковые клетки с более высоким уровнем белка.

У мышей с ослабленным иммунитетом процветали грибковые клетки с более низким уровнем белка. Исследователи отметили, что отсутствие взаимодействия с иммунными клетками в кишечном тракте, скорее всего, создало необходимые условия окружающей среды, благоприятствующие грибковым клеткам, которые экспрессируют меньше белка. Это привело к чрезмерному росту грибка и создало почву для системной инфекции.

«Имея смешанную популяцию с одними клетками с высоким уровнем Efg1p и другими с низким, грибок может регулировать свою физиологию, чтобы оставаться безвредным или становиться опасным при колонизации хозяев с разным иммунным статусом. Эти выводы важны, потому что они представляют собой первые шаги к разработке более эффективных методов обнаружения и лечения серьёзных и упорных инфекций, вызванных Candida albicans, таких как кандидемия», — сказала Кэрол А. Кумамото, PhD, профессор молекулярной биологии и микробиологии Медицинской школы Университета Тафтса.

Иммунная система и «хорошие бактерии» в организме регулируют размер популяций грибка C. albicans у здоровых людей. Когда иммунная система ослаблена, грибок может распространиться по всему телу. Кандидемия, то есть Candida в крови, является четвёртой по распространённости инфекцией крови среди госпитализированных пациентов в США и встречается у пациентов с ослабленным иммунитетом, таких как младенцы, пациенты с катетерами и тяжелобольные.