Паразит, вызывающий речную слепоту, поражает около 37 миллионов человек в некоторых частях Африки и Латинской Америки, вызывая слепоту и другие серьезные заболевания глаз и кожи примерно у 5 миллионов из них. Исследование, проведенное Медицинской школой Вашингтонского университета в Сент-Луисе, проливает свет на генетический состав паразита, что является шагом на пути к цели искоренения.
Исследование опубликовано 21 ноября в журнале Nature Microbiology вместе с сопутствующей статьей, также посвященной генетике паразита.
«В Западной Африке существует два отдельных штамма этого паразита в зависимости от географических районов - штамм саванны и штамм леса», - сказала старший автор Македонка Митрева, доктор философии, доцент медицины.«Тяжесть заболевания, вызванного каждым штаммом, сильно различается. Штаммы саванны гораздо более вирулентны и связаны с более высоким уровнем слепоты. Лесные штаммы вызывают легкое кожное заболевание. Вот почему мы хотели увидеть, как они различаются генетически.."
Паразит представляет собой круглого червя под названием Onchocerca volvulus, который переносится мошками, обитающими вблизи рек и ручьев. Крупномасштабные усилия по борьбе с этим заболеванием предпринимались на протяжении десятилетий: программы массового введения лекарств начались в 1970-х годах в Западной Африке, а в Центральной Африке, Центральной и Южной Америке - в начале 1990-х годов. Препарат ивермектин остается препаратом первой линии для борьбы с паразитом. Только в прошлом году первооткрыватели этого лекарства были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.
Благодаря такому успешному лечению в сочетании с программами борьбы с насекомыми, направленными на сокращение популяции мошек, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) поставила перед собой цель уничтожить к 2025 году паразита, вызывающего речную слепоту. Но после нескольких десятилетий воздействия ивермектина эти паразиты начинают проявлять устойчивость.
«Мы хотим понять происхождение этого сопротивления», - сказала Митрева, которая также является помощником директора Института генома Макдоннелла в Вашингтонском университете. «Являются ли эти паразиты эволюционирующими, чтобы выжить после лечения, или выжившие черви на самом деле являются новыми штаммами, появившимися в результате миграции мошек или самого паразита?»
Чтобы выяснить это, Митрева и ее коллеги изучили образцы круглых червей, которые хранились с начала 1990-х годов, до начала крупномасштабных программ лечения ивермектином. Они также секвенируют современные штаммы для сравнения. В текущем исследовании представлены данные только по историческим образцам.
«Мы усердно работали, чтобы найти образцы паразита, которые не подвергались воздействию препарата, потому что нам нужно было установить исходную линию предков», - сказала Митрева.«Нынешние популяции червей и их геномы сильно изменились за 30 лет масштабных программ введения лекарств. Поэтому сегодня нельзя просто собрать образцы червей из этих частей мира и секвенировать их. Нам пришлось оглянуться назад во времени."
Новое исследование включало 27 образцов круглых червей, взятых в начале 1990-х годов из четырех различных регионов - западноафриканских лесов, западноафриканских саванн, Уганды и Эквадора. По словам Митревы, штаммы Уганды, собранные в Центральной Африке, нельзя отнести ни к лесным, ни к саваннам. Точно так же штаммы из Эквадора в Южной Америке также сильно отличались от африканских штаммов.
Митрева и ее коллеги показали движение генов между штаммами саванны и леса, но только в одном направлении. Гены саваннского штамма перетекли в лесной штамм, но не наоборот. Это связано с различиями в климате и универсальностью мошек, переносящих паразита.
«Известно, что черные мухи в районе саванны выживают в лесном районе», - сказала Митрева. «Они могут летать на большие расстояния и жить в лесной среде. Но лесные мошки не могут выжить в саванне».
Новое исследование также включало в себя полную последовательность генома типа бактерий, живущих в паразите, от которого зависит выживание червя. Прошлые данные показали, что чем больше бактерий живет в паразитах, тем тяжелее инфекция. Но Митрева сказала, что текущее исследование не подтверждает это наблюдение. Исследователи также секвенируют те же самые бактерии из современных штаммов, чтобы увидеть, что могло измениться в них за последние три десятилетия.
В целом, по словам Митревы, крупномасштабные меры борьбы, включая массовую обработку ивермектином и использование инсектицидов для сокращения популяций мошек, были очень эффективными за последние 30 лет. Но поскольку появляются очаги лекарственной устойчивости, она сказала, что исследования, подобные этому, важны для достижения цели ВОЗ по ликвидации паразита к 2025 году.