Новый вид бактерии «золотой смерти» переваривает паразитических червей изнутри

Новый вид бактерии Chryseobacterium nematophagum («золотая смертельная палочка») способен переваривать своих хозяев — нематод (круглых червей) — изнутри. Результаты, опубликованные в открытом журнале BMC Biology, предполагают, что в будущем бактерию можно будет использовать для борьбы с нематодными инфекциями у животных, растений и, возможно, человека.

Профессор Антони Пейдж из Университета Глазго, ведущий автор исследования, заявил: «Нематоды, обычно называемые круглыми червями, вызывают серьёзные хронические заболевания у животных и особенно распространены у пастбищного скота. Некоторые нематоды, такие как анкилостомы, также заражают людей. У этих паразитов есть стадии развития, которые в природе питаются бактериями, прежде чем заразить окончательного хозяина. Это исследование описывает недавно открытый вид бактерий, который эффективно убивает широкий спектр важных паразитических нематод».

Исследователи выделили два новых штамма бактерий — JUb129 и JUb275 — из свободноживущих нематод, найденных на гнилом яблоке в Париже (Франция) и гнилом инжире в Бангалоре (Индия). В лабораторных экспериментах бактерии, образующие жёлтые слизистые колонии с резким запахом, скармливали личинкам нематоды C. elegans — модельного вида для изучения патогенов нематод.

Авторы наблюдали, что личинки C. elegans, питавшиеся бактериями, обездвиживались в течение часа. 50% подвергшихся воздействию личинок погибали через 3–4 часа. Через 7 часов после проглатывания бактерий все черви были мертвы. Через 24 часа оставались лишь контуры личинок — их экзоскелеты (кутикулы).

C. elegans не избегали присутствия бактерий C. nematophagum. В экспериментах черви оставались на бактериальных «газонах» и активно поедали бактерии, которые размножались в глотке червей и переваривали их изнутри. Инфекция и переваривание глотки сменялись прорывом бактерий в остальное тело и перевариванием внутренностей, пока червь не был полностью уничтожен.

Чтобы выяснить, какие гены могут быть ответственны за способность убивать нематод, авторы сравнили геномы двух новых видов с геномами пяти других видов Chryseobacterium, не известных как убийцы нематод. Они обнаружили, что C. nematophagum обладает специфическими генами, кодирующими ферменты для расщепления хитина и коллагена. Эти гены входят в состав примерно 13% генома бактерии, уникального для C. nematophagum.

Авторы протестировали C. nematophagum на различных паразитических нематодах, включая трихостронгилид и стронгилид, которые заражают крупный рогатый скот и домашних животных, и некоторые из которых становятся устойчивыми к противогельминтным препаратам. Эти черви погибали от бактерии так же, как и C. elegans.

Профессор Пейдж отметил: «Нематодные паразиты очень распространены, вызывают болезни и оказывают экономическое влияние на животноводство. Их в основном контролируют с помощью ограниченной группы препаратов — антигельминтиков, эффективность которых снижается из-за роста резистентности червей. Наши выводы поднимают возможность того, что C. nematophagum — или специфические свойства, делающие её высоковирулентной для многих видов нематод — могут в будущем стать средством контроля всё более проблемных паразитов, которые в настоящее время являются серьёзным бременем для общественного здравоохранения и сельского хозяйства».