Yersinia pestis, бактерия, вызывающая бубонную чуму, может выживать внутри вездесущего почвенного простейшего, амебы, производя белки, которые защищают от переваривания последнего микроба. Исследование опубликовано 28 апреля в Applied and Environmental Microbiology, журнале Американского общества микробиологии.
Исследование важно, потому что чума является вновь возникающим заболеванием, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, причем 95 процентов случаев заболевания происходят в странах Африки к югу от Сахары и на Мадагаскаре. Современные антибиотики эффективны, но без своевременного лечения чума может вызвать серьезное заболевание или смерть.
Y. pestis распространяется от грызунов к грызунам, а иногда и к человеку, часто через блох. Он использует защитную нишу амебы, чтобы выживать, когда условия неблагоприятны для его распространения, то есть когда грызунов мало, говорит Вивека Вадивалу, доктор философии, доцент, Пол Г. Аллен Школа глобального здоровья животных, Университет штата Вашингтон, Пуллман.
Амебы подобны некоторым иммунным клеткам человека, макрофагам, в их способности поглощать бактерии или другие питательные вещества аналогичного размера. пищеварения. (изображение: сканирующая электронная микрофотография массы Yersinia pestis.)
Помня об этом, аспирант Хавьер Бенавидес-Монтаньо отдельно культивировал три различных штамма Y. pestis, которые были связаны с эпидемиями среди людей, с общим лабораторным штаммом свободноживущей почвенной амебы, Acanthamoeba castellanii, в среда, которая поддерживает рост последнего», - сказал Вадивалу.
Затем Бенавидес-Монтаньо проверил способность Y. pestis проникать внутрь амебы и выживать в ней. Для этого он убил все бактерии, находившиеся вне амеб, а затем аккуратно лизировал последние, а затем поместил лизированное содержимое на среду, стимулирующую рост Y. pestis. Они смогли культивировать Y. pestis только после лизиса амеб.
Исследователи также использовали электронную микроскопию, чтобы заглянуть внутрь неповрежденных амеб, и обнаружили Y. pestis в вакуолях.
«Чтобы лучше понять, как Y. pestis может выживать в амебах, мы рассмотрели, как Y. pestis выживает в макрофагах человека», - сказал Вадивалу. «Макрофаги обычно поглощают бактериальные патогены и уничтожают их, но некоторые бактериальные патогены способны избежать гибели, производя белки, которые блокируют пищеварение». Действительно, это ключевая стратегия для ряда патогенов человека. Некоторые такие белки известны. Поэтому исследователи использовали мутанта Y.pestis, который не продуцирует ни один из этих белков. Эти мутанты не смогли выжить внутри амеб.
Вадивалу сказала, что давняя репутация амеб как троянских коней для человеческих патогенов побудила ее исследовать возможность того, что бактерии чумы могут обитать в их вакуолях. Наиболее известным примером этого явления была болезнь легионеров, респираторное заболевание, которое было обнаружено в 1976 году после вспышки среди участников съезда Американского легиона в Филадельфии.
«Это исследование служит доказательством того, что амебы могут поддерживать длительное выживание Y. pestis в окружающей среде», - сказал Вадивалу. Это может стимулировать поиск этого взаимодействия в районах Колорадо и Нью-Мексико, где чума является эндемичной. И это, по ее словам, может позволить прогнозировать потенциальное повторное появление болезни, тем самым уменьшая распространение среди людей.