Размер имеет значение для вирулентных грибковых спор и указывает пути борьбы с патогеном

Ученые из Медицинского центра Университета Дьюка обнаружили, что более крупные споры грибов могут быть более смертоносными. Их выводы о двух размерах спор гриба Mucor circinelloides — патогена, убивающего половину или более своих жертв, — могут помочь в разработке новых методов лечения и борьбе с другими типами грибковых инфекций.

Исследование показало новый способ классификации грибов. Традиционно их описывают по типу роста: нитевидный гифальный рост (как у плесени на хлебе) или круглый симметричный изотропный рост (как расширяющийся шар).

Теперь исследователи утверждают, что есть еще один способ классификации — по размеру производимых спор: крупные или мелкие.

«Такой диморфизм — это нечто новое», — сказал соавтор Су Чан Ли, доктор философии. Крупные споры могут быть более 20 микрон, в то время как мелкие — всего 4–5 микрон, что идеально для проникновения в глубины легких. Микологи обнаружили, что более крупные споры вызывали более тяжелые инфекции у лабораторных животных и легче ускользали от иммунных клеток.

Работа была опубликована в PLoS Pathogens онлайн 16 июня.

Когда ученые провели эксперимент, заставив мелкие споры вырасти в крупные, «мы обнаружили, что в этом случае мелкая спора, ставшая крупной, вела себя как крупные споры», — сказал Ли. «Мы считаем, что эта спора обошла естественную стадию изотропного роста, и именно так она становится более вирулентной».

«Это означает, что мы, возможно, сможем найти способ остановить их на мелкой стадии, прежде чем они вырастут в более вирулентные крупные споры», — сказал он.

Обычно иммунные клетки, называемые макрофагами, поглощают и уничтожают опасные споры грибов. Мелкие споры могут быть захвачены макрофагами, но более крупные споры слишком быстро переключаются на гифальный рост и тем самым могут разрушить макрофаг. Когда макрофаги, защита первой линии, разрываются, они подвергаются гибели клеток и не могут защитить инфицированного человека или другое животное-хозяина.

«Это открытие показывает еще один пример адаптации через гигантизм грибковых клеток, который позволяет патогенным грибам устанавливать инфекцию у хозяев, особенно с ослабленным иммунитетом», — сказал Джозеф Хейтман, доктор медицины и философии, соавтор и заведующий кафедрой молекулярной генетики и микробиологии Университета Дьюка. «Мы использовали модель мышей с диабетом, которая также является типом животного с ослабленным иммунитетом. Мы обнаружили, что изученный нами подвид грибов обладает высокой вирулентностью у мышей, что хорошо коррелирует с частым обнаружением этого подвида в клинических образцах человека».

Хейтман сказал, что надежда состоит в том, чтобы найти способ остановить стадию изотропного роста. «В клинической практике эти инфекции, вызываемые мукором, довольно распространены у пациентов с диабетом, пациентов с трансплантацией и пациентов с химиотерапией рака легких», — сказал он. «Высокий уровень глюкозы в крови подавляет иммунитет и предрасполагает пациентов с диабетом к трудноизлечимым грибковым инфекциям».

Следующими шагами в этом исследовании будет изучение половых детерминант «минус» и «плюс» у грибов, которые связаны с половым размножением и размером спор, сказал Ли.