Ученые нашли слабое место в смертельном грибке, из-за которого закрываются отделения интенсивной терапии больниц

Кандида аурис особенно опасен для людей, которые уже находятся в критическом состоянии, в результате чего больницы подвергаются сильному риску вспышек. Хотя грибок может существовать на коже, не вызывая симптомов, пациенты, которые зависят от аппаратов искусственной вентиляции легких, подвергаются гораздо большему риску. После заражения около 45 процентов пациентов умирают, а гриб устойчив ко всем основным типам противогрибковых препаратов. Эта резистентность делает лечение чрезвычайно трудным и позволяет возбудителю персистировать в больничных палатах.

Глобальная угроза здоровью загадочного происхождения

Впервые инфекция была обнаружена в 2008 году, и ее происхождение до сих пор неизвестно. С тех пор вспышки были зарегистрированы более чем в 40 странах, включая Великобританию. Кандида ауристакже называемый Кандидозима золотистаяв настоящее время признан серьезной глобальной угрозой для здоровья и включен в список критически приоритетных грибковых патогенов Всемирной организации здравоохранения. В Великобритании число зарегистрированных случаев продолжает неуклонно расти.

Изучение инфекции на живой модели

Исследователи из Университета Эксетера сделали большой шаг вперед, изучив, как гены активируются во время Кандида аурис инфекция. Это первый случай изучения такой генетической активности у живого хозяина с использованием подхода, основанного на личинках рыб. Исследование было опубликовано в портфолио журнала Nature Communications Biology при поддержке Wellcome, Совета медицинских исследований (MRC) и Национального центра замены, сокращения и усовершенствования (NC3Rs).

Исследователи говорят, что результаты могут помочь определить биологическую мишень для новых противогрибковых методов лечения или даже позволить повторно использовать существующие лекарства, если такое же генетическое поведение будет подтверждено во время заражения у людей.

Со-руководителем проекта выступил клинический лектор NIHR Хью Гиффорд из Центра медицинской микологии (CMM) MRC Университета Эксетера. Он сказал: «С тех пор, как выяснилось, Кандида аурис вызвал хаос в отделениях интенсивной терапии больниц. Он может быть смертельным для уязвимых пациентов, и фонды здравоохранения потратили миллионы на сложную работу по его искоренению. Мы считаем, что наши исследования, возможно, выявили ахиллесову пяту этого смертельного патогена во время активной инфекции, и нам срочно необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, сможем ли мы найти лекарства, которые нацелены на эту слабость и используют ее».

Почему традиционные исследовательские модели потерпели неудачу

Одно из самых больших препятствий в учебе Кандида аурис заключалась в его способности выдерживать высокие температуры. В сочетании с его необычайно сильной толерантностью к соли это заставило некоторых исследователей предположить, что он мог возникнуть в тропических океанах или у морских животных. Эти черты также затрудняли изучение с использованием традиционных лабораторных моделей.

Чтобы преодолеть эту проблему, команда Эксетера разработала новую модель заражения с использованием арабской рыбы-киллифиша. Яйца этого вида могут выживать при температуре, близкой к температуре человеческого тела, что делает их пригодными для наблюдения за инфекцией в условиях, очень напоминающих настоящую болезнь.

Генетическая активность выявляет возможные уязвимости

В ходе экспериментов исследователи заметили, что Кандида аурис может менять свою форму, образуя удлиненные грибковые структуры, известные как нити. Эти структуры могут помочь грибу искать питательные вещества при заражении хозяина.

Команда также проанализировала, какие гены активировались или отключались во время заражения, чтобы выявить возможные слабые места. Некоторые из ставших активными генов отвечают за производство питательных насосов, которые захватывают молекулы, поглощающие железо, и транспортируют железо в клетки грибов. Поскольку железо необходимо для выживания, этот процесс может представлять собой критическую уязвимость.

Со-старший автор доктор Рис Фаррер из Центра медицинской микологии MRC Университета Эксетера сказал: «До сих пор мы понятия не имели, какие гены активны во время заражения живого хозяина. Теперь нам нужно выяснить, происходит ли это также во время заражения человека. Тот факт, что мы обнаружили, что гены активируются для удаления железа, дает подсказку о том, где Кандида аурис может возникнуть, например, из-за бедной железом морской среды. Это также дает нам потенциальную мишень для новых и уже существующих лекарств».

Надеюсь на будущее лечение

Доктор Гиффорд, который также работает врачом-ординатором в отделении интенсивной терапии и респираторной медицины в Королевской больнице Девона и Эксетера, подчеркнул клиническую важность полученных результатов. Он сказал: «Хотя еще предстоит пройти ряд исследований, наше открытие может стать захватывающей перспективой для будущего лечения. У нас есть лекарства, нацеленные на деятельность по улавливанию железа. Кандида аурис от убийства людей и закрытия отделений интенсивной терапии в больницах».

Модель личинок арабской рыбы-убийцы была разработана при поддержке гранта проекта NC3Rs в качестве альтернативы использованию моделей мышей и рыбок данио, которые обычно используются для изучения взаимодействия между патогенами и их хозяевами. Доктор Кэти Бейтс, руководитель отдела финансирования исследований NC3R, сказала: «Эта новая публикация демонстрирует полезность модели замены для изучения Кандида аурис инфекции и позволяют получить беспрецедентное понимание клеточных и молекулярных событий у живых инфицированных хозяев. Это блестящий пример того, как инновационные альтернативные подходы могут преодолеть ключевые ограничения традиционных исследований на животных».

Статья называется «Экспрессия генов-переносчиков ксеносидерофоров и кладоспецифическая филаментация у Кандида аурис убийца (Афаний другой) инфекция» и публикуется в журнале портфолио Nature. Коммуникационная биология.