Гибриды грибов: климатический кризис может спровоцировать вспышки новых смертельных инфекций

Изменение климата представляет серьёзную угрозу здоровью человека. Рост температур и изменение условий экосистем, наряду с глобализацией и деятельностью человека (например, широким применением фунгицидов и антибиотиков в сельском хозяйстве), могут способствовать появлению и распространению новых видов потенциально вирулентных патогенных микроорганизмов, таких как грибы.

Понимание эволюционных путей этих потенциальных патогенов, того, как они приобрели вирулентность или способность инфицировать людей, является ключом к их мониторингу и предотвращению будущих смертоносных эпидемий.

Группа учёных из Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona) и Барселонского суперкомпьютерного центра (BSC-CNS) под руководством исследователя ICREA доктора Тони Габальдона идентифицировала потенциальный патоген из семейства грибов Candida, вызывающих инфекции вроде вагинального кандидоза или системного кандидоза, который может быть смертельным для людей с ослабленным иммунитетом.

Исследователи обнаружили, что Candida orthopsilosis является гибридным микроорганизмом, который произошёл от двух родительских грибов в морской среде. Именно эта гибридизация наделила его определёнными свойствами, такими как способность инфицировать организм человека и вирулентность, что делает его потенциальной угрозой для глобального здравоохранения.

Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, показывают, что гибридизация — процесс, которому до сих пор уделялось мало внимания, — позволяет быстро приобретать свойства, необходимые для заражения человека. В случае грибов этот процесс может быть «коротким путём» к завоеванию нашего вида.

Гибриды лучше адаптированы, чем их «предки»

Учёные изучили девять образцов дрожжей, изолированных из морской среды у побережья Катара в Аравийском море. Анализ их геномов показал, что большинство обнаруженных грибов являются гибридами. Это наблюдение привело к гипотезе, что эти грибы прошли адаптации, дающие им преимущество перед родительскими штаммами.

Эти микроорганизмы из морской среды оказались тесно связаны с теми, что были найдены в клинических образцах. Исследователи указывают, что гибридизация и появление этого нового микроорганизма, вероятно, произошли в море, а оттуда он переместился к людям.

«Наши результаты показывают, что генетические характеристики, которые делают гибриды конкурентоспособными и способными выживать в морской экосистеме, могут быть преимуществом для выживания в организме человека», — говорит доктор Габальдон.

Все морские образцы в исследовании были изолированы из субтропических вод с температурами от 35°C до 44°C. «Мы увидели, что оптимальная температура для роста штаммов C. orthopsilosis составляет 35°C, и они могут выживать при гораздо более высоких температурах. Это наблюдение тревожно, потому что их термотолерантность преодолевает тепловой барьер млекопитающих, который до сих пор служил защитным щитом, и открывает путь для заражения людей», — добавляет доктор Валентина дель Ольмо, первый автор исследования.

Исследователи отмечают, что это оппортунистические патогены, которые обычно заражают людей с ослабленным иммунитетом (онкологических больных, пациентов с ВИЧ, пожилых людей, новорождённых), и эта группа растёт.

Учёные заключают: «С постоянным ростом глобальных температур и чрезмерным использованием противогрибковых препаратов в сельском хозяйстве и клинической практике появление в окружающей среде грибов, способных преодолеть тепловой барьер млекопитающих, приобрести устойчивость к фунгицидам и стать потенциальной угрозой, будет увеличиваться».