Кофеин помог раскрыть новый механизм устойчивости грибов к лекарствам

Управление грибковыми инфекциями у растений и людей может быть преобразовано благодаря открытию нового механизма развития устойчивости грибов к препаратам.

Ранее считалось, что резистентность к противогрибковым препаратам возникает только в результате мутаций в ДНК грибов. Современные диагностические методы основаны на секвенировании всей ДНК гриба для поиска таких мутаций.

Учёные из Эдинбургского университета обнаружили, что грибы могут развивать лекарственную устойчивость без изменений в своей ДНК — генетическом коде.

Новое исследование, опубликованное в Nature, показывает, что резистентность может возникать у грибов без генетических изменений. Вместо этого грибы демонстрируют эпигенетические изменения — модификации, не затрагивающие их ДНК. Это говорит о том, что многие случаи устойчивости могли быть ранее упущены.

Ежегодно грибковые заболевания поражают миллиарды людей по всему миру, вызывая около 1,6 миллиона смертей.

Инфекции, устойчивые к лечению, становятся растущей проблемой, особенно для пациентов с ослабленным иммунитетом, например, с ВИЧ. Существует мало эффективных противогрибковых препаратов.

Чрезмерное использование сельскохозяйственных фунгицидов также ведёт к росту устойчивости у почвенных грибов. Грибковые заболевания ежегодно приводят к потере до трети мирового урожая.

Команда учёных из Wellcome Centre for Cell Biology Эдинбургского университета изучала возникновение резистентности у дрожжей Schizosaccharomyces pombe, обрабатывая их кофеином, чтобы имитировать действие противогрибковых препаратов.

Команда обнаружила, что у устойчивых дрожжей произошли изменения в специальных химических метках, влияющих на организацию их ДНК. Некоторые гены упаковались в структуры, известные как гетерохроматин, который "заглушает" или инактивирует нижележащие гены, вызывая устойчивость в результате этого эпигенетического изменения.

Это открытие может проложить путь к новым методам лечения резистентных инфекций путём модификации существующих эпигенетических препаратов или разработки новых лекарств, воздействующих на грибковой гетерохроматин.

Улучшенные фунгициды для обработки сельскохозяйственных культур могут ограничить потери в сельском хозяйстве и сократить количество устойчивых штаммов грибов в окружающей среде, которые продолжают подпитывать рост инфекций у людей.

Профессор Робин Оллшир, руководивший исследованием, сказал: "Наша команда взволнована возможными последствиями этих открытий для понимания того, как растительные, животные и человеческие грибковые патогены развивают устойчивость к очень ограниченному числу доступных и эффективных методов лечения".

Сито Торрес-Гарсия, первый автор статьи, отметил: "Наше исследование впервые показывает, что грибковые клетки могут развивать лекарственную устойчивость, изменяя способ упаковки своей ДНК, а не изменяя последовательность ДНК".