Как Candida albicans использует недостаток кислорода для развития болезни

Учёные из Университета Умео показали, что дрожжевой грибок Candida albicans способен модулировать и адаптироваться к низкому уровню кислорода в различных нишах организма, чтобы вызывать инфекцию и вредить хозяину. Изучение адаптации к гипоксическим или аноксическим нишам особенно полезно для характеристики патогенности C. albicans с целью разработки более эффективных терапевтических подходов. Подробности исследования опубликованы в журнале MBio.

«Было очень удивительно обнаружить, что грибку не требуется кислород для того, чтобы вызывать заболевание. Неожиданно оказалось, что микробный патоген может даже использовать среды с низким содержанием кислорода, чтобы уклоняться от иммунной атаки и становиться более вирулентным», — говорит Константин Урбан, доцент кафедры клинической микробиологии.

Интересно, что C. albicans является комменсальным микробом желудочно-кишечного тракта, и когда естественные барьеры нарушаются из-за иммуносупрессивного заболевания или лечения, C. albicans может распространяться из своего естественного резервуара и вторгаться в организм, вызывая опасные для жизни системные заболевания. «Теперь мы понимаем, как C. albicans в этих условиях использует «тренировку» в аноксических комменсальных нишах, чтобы процветать в глубоких тканях организма, которые быстро вызывают воспаление и рекрутирование иммунных клеток. Оба процесса быстро истощают кислород и, в свою очередь, создают среды с низким его содержанием», — поясняет доктор Урбан.

Системная инфекция, часто приводящая к сепсису, представляет собой глобальную угрозу для здоровья. По данным Всемирной организации здравоохранения (WHO), сепсис ежегодно поражает более 30 миллионов человек во всём мире, потенциально приводя к 6 миллионам смертей. Candida albicans — самый распространённый грибковый патоген и частая причина сепсиса.

Новое исследование — шаг к характеристике иммунных ответов в условиях низкого уровня кислорода, частого стрессового состояния при воспалении и инфекции. Нейтрофилы, самые многочисленные белые кровяные тельца и важная защита от грибковых микробов, были ограничены в своей способности атаковать и уничтожать C. albicans в условиях низкого содержания кислорода, в то время как метаболизм и жизнеспособность нейтрофилов, казалось, не страдали.

Эта работа имеет клиническое значение, поскольку современная противогрибковая терапия страдает от токсических побочных эффектов и неэффективности. Исследование даёт представление о механизмах, которые грибковые патогены используют для уклонения от иммунного надзора в средах, лишённых кислорода.

«Грибы — очень универсальные организмы, которые могут расти практически в любом месте. Интересно, что растущие грибы были идентифицированы на Международной космической станции (МКС). Наши исследования открывают новые пути для изучения адаптации грибов к гипоксическим условиям, таким как условия внутри нашего тела или на космических станциях», — говорит первый автор исследования, недавно защитивший диссертацию Педро Лопес.

Отчёт был опубликован в этом месяце в журнале MBio вместе с дополнительным, но независимым исследованием учёных из Абердинского университета. Обе статьи демонстрируют своевременность и важность понимания адаптации к гипоксии во время инфекции.