Одноклеточные организмы в окружающей среде защищают патогенные бактерии и подготавливают их к заражению человека, как обнаружила международная группа исследователей.
Микроорганизмы, такие как простейшие и бактерии, уже миллиарды лет ведут «гонку вооружений». Теперь ученые, изучающие, как окружающая среда влияет на взаимодействие бактерий с человеческими хозяевами, обнаружили, что для патогенных бактерий, таких как Vibrio cholerae, эти взаимодействия могли сделать их не только сильнее, но и значительно более заразными.
Результаты дают новое понимание механизмов инфекции и передачи болезней.
Новое наблюдение, что штаммы V. cholerae могут быть выделены в окружающую среду после того, как их проглотили простейшие, и что эти бактерии затем приготавливаются для колонизации и заражения людей, может помочь объяснить, почему холера так устойчива в водной среде. среды. Болезнетворные бактерии защищены в кишечнике простейших и выбрасываются в окружающую среду в мембраносвязанных выталкиваемых пищевых вакуолях (EFV).
Доклад, опубликованный в журнале Nature Microbiology, является результатом международного исследования, проведенного под совместным руководством исследователей из трех институтов Технологического университета Сиднея (UTS), Австралия, Сингапурского центра инженерных наук об окружающей среде (SCELSE).) в Технологическом университете Наньян, Сингапур (NTU), Университете Нового Южного Уэльса, Сидней и Университете Тафтса, США.
Ведущий исследователь, доцент Дайан Макдугалд из UTS и SCELSE, заявила, что экспериментальные данные свидетельствуют о том, что простейшие могут быть источником высокоинфекционных патогенов в рекреационных водах, таких как бассейны и пляжи, системы аквакультуры и питьевой воды и градирни.
«Большинство условно-патогенных микроорганизмов не передаются от человека к человеку. Скорее инфекция передается через окружающую среду», - говорит доцент Макдугалд.
В случае холеры, которая является эндемичной во многих странах, инфекция распространяется через воду. Вспышки происходят, когда системы санитарии неадекватны или повреждены во время стихийных бедствий или войны.
«Наши результаты показывают, что патогенные вибрионы в EFV устойчивы к голоданию и антибиотикам, а также к кислотным условиям, встречающимся в желудке человека», - говорит доцент Макдугалд.
Наша гипотеза состоит в том, что эти бактерии обладают адаптивными чертами, которые позволили им либо убежать, либо выжить, будучи съеденными простейшими хищниками. Эти черты развились в окружающей среде как реакция на хищничество, а не как способность вызывать болезни. у случайных хозяев. К сожалению, у людей эти адаптивные черты могут увеличить способность бактерий колонизировать хозяина и вызывать болезни», - говорит она.
Исследователи использовали модель на мышах, чтобы продемонстрировать, что патогенные клетки в EFV не только более приспособлены, но и очень заразны, колонизируя кишечник мышиной модели в 10 раз эффективнее, чем свободноживущие клетки.
Д-р Эспиноза-Вергара, ведущий автор исследования, сказал: «Это показывает, что EFV потенциально представляют реальную угрозу для здоровья человека. EFV, тем самым установив новый способ исследования передачи и воздействия инфекционных заболеваний».
В настоящее время не существует систем обнаружения EFV, которые позволили бы осуществлять мониторинг потенциальных вспышек патогенов. Исследователи говорят, что в будущих исследованиях можно будет идентифицировать биомаркеры, например белки на поверхности EFV, поэтому можно разработать антитела для мониторинга в режиме реального времени.
Профессор Макдугалд говорит, что еще одним решением является возможность идентифицировать цели для предотвращения производства EFV.
«Для этого нам нужно понять, как и почему клетки в EFV намного лучше растут и колонизируются, чем свободно живущие клетки. Это важное исследование, потому что такие болезни, как холера, часто поражают беднейших людей в мире», - она говорит.