Обнаружен повреждающий ткани грибковый токсин

Учёные из Йены, Борстеля, Абердина и Лондона обнаружили токсин у грибка Candida albicans, который играет ключевую роль при инфекции слизистых оболочек человека. Их новаторское исследование опубликовано 7 апреля в журнале Nature.

Долгое время учёные искали молекулы, непосредственно ответственные за повреждение тканей при грибковых заболеваниях, но не находили токсинов у патогенных грибов, которые напрямую повреждали бы заражённого хозяина. Открытие британско-немецкой команды стало неожиданностью.

Микробиологам впервые удалось идентифицировать настоящий токсин у Candida albicans — обычно безвредных дрожжей, обитающих в кишечнике, которые часто вызывают такие заболевания, как молочница. Токсин назвали Candidalysin. Он разрушает клетки человека, образуя отверстия в их мембранах. Механизм был изучен на модели клеток слизистой оболочки полости рта.

• Импульс к открытию дала группа Джулиана Наглика в King's College London, изучавшая реакцию клеток полости рта на грибковую инфекцию.
• Команда Бернхарда Хубе в Институте Лейбница в Йене исследовала взаимодействие грибка и хозяина на молекулярном уровне и доказала, что Candidalysin действительно повреждает клетку-хозяина.
• Биофизик Томас Гутсманн в Центре Лейбница в Борстеле изучил точное взаимодействие токсина с клеточной мембраной.

Почему токсин не обнаруживали десятилетиями? Candida albicans изначально производит гораздо более крупную молекулу — полипептид. Ген, кодирующий его, был известен, но его функция оставалась неясной. Используя современные аналитические методы, команда обнаружила, что полипептид внутри грибка разрезается определённым ферментом на мелкие фрагменты, и лишь один из этих пептидов является токсином Candidalysin. Опасный токсин производится из безвредного предшественника только тогда, когда он действительно требуется патогену.

Выработка токсина тесно связана с морфологическим переключением, crucial для заболевания. Candida albicans растёт в двух формах: в виде овальных дрожжевых клеток или в виде нитчатой гифальной формы. В организме человека небольшое количество дрожжевых клеток безвредно. Однако, когда образуются инвазивные гифы, они высвобождают Candidalysin, и именно сам токсин распознаётся как сигнал «красной тревоги».

Как отмечает Дункан Уилсон из Университета Абердина, это открытие даёт молекулярное объяснение вопросу, десятилетиями озадачивавшему научное сообщество: почему гифы являются вирулентной морфологией Candida albicans?

Учёным предстоит ответить на новые вопросы: как токсин взаимодействует с иммунной системой, активен ли он против бактерий и как это влияет на общие места обитания, например, в кишечнике человека, какую роль играют другие генетические компоненты грибка во время инфекции.