Грибковый патоген демонстрирует значительные изменения в условиях космического полета

Исследователи из Института Biodesign Университета Аризоны под руководством Шерил Никерсон изучили влияние космического полета на патогенный грибок Candida albicans.

В новом исследовании, опубликованном в журнале PLOS ONE, впервые представлен глобальный профиль экспрессии генов и фенотипическая характеристика грибкового патогена в условиях космического полета. Ведущий автор — Орели Крэбб.

Ключевые результаты:

• В культурах C. albicans, выращенных на борту шаттла, было дифференциально регулировано 452 гена по сравнению с контрольными образцами, выращенными в идентичных наземных условиях.
• Изменения затронули гены, регулирующие агрегацию клеток, почкование, формирование биопленок, устойчивость к стрессам, связанным с патогенезом, и противогрибковым препаратам.
• В соответствии с данными экспрессии генов, грибок продемонстрировал усиленную агрегацию клеток и измененный паттерн почкования в условиях микрогравитации.

Медицинский контекст:

• C. albicans — оппортунистический патоген, входящий в нормальную микрофлору 80% людей. Он может вызывать серьезные инфекции у лиц с ослабленным иммунитетом.
• В космических полетах иммунная система астронавтов ослабевает, что повышает риск инфекций. C. albicans часто обнаруживается на МКС и шаттлах.
• Хотя наблюдаемые изменения были связаны с признаками повышенной вирулентности, в данном эксперименте не было выявлено усиления вирулентности при тестировании на мышах. Требуются дальнейшие исследования, особенно с учетом иммуносупрессии у астронавтов.

Значение и методы:

• Это первое исследование, показывающее глобальную регуляцию генов у эукариотического патогена в условиях космического полета.
• Для моделирования микрогравитации на Земле команда использует биореактор с вращающейся стенкой (RWV), который создает условия низкого сдвига жидкости.
• Ранее группа Никерсон обнаружила, что космический полет повышает вирулентность Salmonella typhimurium, а также изменяет свойства Pseudomonas aeruginosa и устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA).
• Ключевым регулятором ответа бактериальных патогенов на условия, подобные космическим, является белок Hfq.

Выводы:

Исследование подчеркивает ценность микрогравитации как уникальной платформы для выявления новых молекулярных и клеточных реакций патогенов, что важно для оценки рисков в космосе и понимания механизмов инфекций на Земле.