Грибковая инфекция, которая может помочь понять некоторые аллергии

Исследователи из UPM раскрыли, как плесень, вызванная гниением фруктов и овощей, использует удивительную стратегию для заражения растений.

Команда из Центра биотехнологии и геномики растений (CBGP, UPM-INIA) опубликовала в Scientific Reports (Nature group) результаты исследования белка Alt a1. Этот сильный аллерген, содержащийся в спорах некоторых эндофитных грибов, вызывает тяжелую астму.

Исследование помогает понять роль этого белка в патогенности гриба. Кроме того, выявленный у растений механизм может дать клинически значимую информацию о респираторных заболеваниях и аллергиях, вызываемых этими грибами.

Споры некоторых грибов Alternaria (плесень на растениях сельхозкультур) присутствуют в атмосфере круглый год. Сильно аллергенный белок Alt a1 содержится в спорах Alternaria alternata до их прорастания. Он ответственен за инфекции, респираторные заболевания и считается главным аллергеном, связанным с хронической астмой.

Патогенное действие белка связано с выработкой токсичных соединений и увеличением производства активных форм кислорода (АФК) растениями, что вызывает гибель клеток. Alt a1 взаимодействует с защитными белками растений, подавляя их активность. Споры Alternaria остаются на поверхности растения без симптомов, ожидая подходящего момента для прорастания, что запускает каскад малоизученных процессов.

Чтобы понять эти процессы, исследователи изучили их на молекулярном уровне. Это раскрывает не только детали заражения растений, но и может дать ключи к пониманию развития аллергий и других нарушений у человека.

Результаты показывают, что Alt a1 действует вместе с лигандом — основным "актером" инфекции. После накопления в спорах белок высвобождается в присутствии влаги. Однако в этом процессе также участвует производное кверцетина — представитель широко распространенных в растениях вторичных соединений, флавоноидов.

Предложен следующий сценарий. При прорастании Alternaria зараженное растение экспрессирует защитные белки и производит свободные радикалы. Alt a1 высвобождается в основном в форме тетрамера, несущего свой флавоноловый лиганд. Когда комплекс Alt a1-лиганд попадает в другие компартменты растения, pH меняется, и лиганд высвобождается.

Затем совместное действие Alt a1 (блокирующего защитные белки) и лиганда (удаляющего свободные радикалы) обезоруживает защитные реакции растения и облегчает инфекцию. Аналогично, если споры Alternaria alternata находятся в воздухе, человек может вдохнуть их. На пути к иммунному ответу Alt a1 проходит через области с меняющейся кислотностью; распад его агрегатов и высвобождение лиганда могут запускать молекулярные реакции, аналогичные наблюдаемым у растений.

Этот механизм может предоставить важную клиническую информацию о распространенных респираторных заболеваниях (аллергический синусит, ринит, пневмонит, бронхиальная астма) и других аллергиях, вызываемых этими грибами.