Грибок уменьшается в размерах, чтобы лучше заражать мозг

Грибок Cryptococcus neoformans, частая причина грибкового менингита, претерпевает замечательную трансформацию, попав в организм, что позволяет ему инфицировать мозг. Исследования на мышах показывают, что по мере распространения по телу грибок уменьшается и приобретает характеристики, способствующие заражению, и всё это в течение нескольких дней.

Это открытие может привести к новым стратегиям блокирования инфекции C. neoformans и предотвращения пагубных последствий для организма. C. neoformans — основная причина грибкового менингита, редкого, но смертельного воспаления мозга, возникающего у людей с ослабленным иммунитетом.

Грибок быстро адаптируется, чтобы выдерживать микроокружение в организме

В лёгких клетки грибка очень разнообразны по размеру и внешнему виду. Однако в мозге исследователи обнаружили удивительно однородную популяцию мелких клеток. Это навело на мысль, что существует веская причина, по которой в мозг проникает именно эта популяция.

Ранее было установлено, что в лёгких грибок увеличивается в 10 раз, становясь слишком крупным для уничтожения иммунной системой. Однако в других частях тела клетки грибка гораздо мельче. Учёные предположили, что малый размер может давать преимущество для колонизации других органов, например, мозга.

Эксперименты на мышах показали, что по сравнению со средними и крупными клетками, самые мелкие клетки C. neoformans предпочтительно заражают мозг. Эти «семенные» клетки не просто мельче — они отличаются поверхностными особенностями и активностью генов, что указывает на полномасштабное изменение.

Исследователи обнаружили, что специфическое химическое вещество — фосфат — может вызывать этот переход. Поскольку фосфат высвобождается при повреждении тканей во время инфекции, он может накапливаться в лёгких, что позволяет грибковым клеткам переконфигурироваться в «семенные» и распространять инфекцию дальше.

От птичьего помёта к мозгу

Способность грибка эффективно поражать мозг, возможно, имеет уникальный источник: птичий помёт. C. neoformans процветает в голубином помёте, который богат фосфатом. Команда обнаружила, что это вещество эффективно переводит грибок в альтернативное «семенное» состояние.

Это может демонстрировать, как изначально возникла патогенность грибка: «Мы считаем, что давление отбора в таких экологических нишах, как птичий помёт, каким-то образом способно наделить C. neoformans способностью заражать млекопитающих».

Сейчас команда пытается блокировать эту способность с помощью одобренных FDA препаратов, ища существующее соединение, которое предотвращает превращение C. neoformans в «семенные» клетки, что может стать готовым средством для профилактики или лечения грибкового менингита.

Исследование опубликовано в журнале Cell Host & Microbe.