Симбионты как спасители жизни

Международная команда под руководством Маттиаса Хорна из Центра микробиологии и наук об окружающей среде Венского университета исследовала, как бактериальный патоген Legionella pneumophila выживает в окружающей среде до заражения человека. Результаты опубликованы в журнале mBio.

Legionella pneumophila вызывает легионеллёз (болезнь легионеров) — атипичную пневмонию, опасную для людей с ослабленным иммунитетом. Число случаев растёт с 2000 года: в 2017 году в Австрии зарегистрировано 228 случаев и 10 смертей. Естественная среда обитания легионелл — осадки озёр и рек, а также искусственные водные системы. Они размножаются внутри простейших (например, амёб), которые в итоге разрушаются при выходе бактерий. Именно это свойство позволяет легионеллам заражать людей.

Защита от патогенов

Простейшие часто содержат безвредных для них бактерий-эндосимбионтов. Исследователи обнаружили, что эти симбионты значительно влияют на размножение и распространение легионелл. Эксперименты показали:

• Легионеллы хуже размножаются в амёбах с эндосимбионтами.
• Большинство амёб с эндосимбионтами выживают после смертельной в норме инфекции легионеллами.
• Бактерии, размножавшиеся в амёбах с симбионтами, были менее заразны и хуже заражали новые амёбы.

Молекулярный механизм

Анализ экспрессии генов (РНК-секвенирование) показал, что внутри амёб легионеллы проигрывают симбионтам конкуренцию за питательные вещества. В результате:

• Легионеллы размножаются медленнее.
• Они не могут производить необходимые факторы вирулентности.
• Патогены теряют подвижность и важные запасающие соединения.

Из лаборатории в природу

Эффект торможения роста наблюдался не только у лабораторных штаммов, но и у недавно выделенных из окружающей среды амёб и легионелл. Поскольку в природных условиях большинство амёб несут бактериальных симбионтов, они являются решающим фактором для распространения легионелл в окружающей среде. Исследование вносит важный вклад в понимание жизненного цикла этих патогенов.