Следующая пандемия может быть вызвана грибками, против которых мы бессильны
Пока пандемия Ковид-19 далека от завершения, а вспышки болезни обезьян Супермена продолжают распространяться по всему миру, вызывая правительственные волнения в пострадавших странах, эпидемиологи опасаются другой угрозы — микроскопических грибков. Они могут вызвать новые пандемии, гораздо более серьезные, чем те, которые вызываются вирусами. Учитывая наши знания о них и способность адаптироваться к слабым терапевтическим мерам. Несмотря на их долгую историю с нами, ученые теперь считают, что они представляют собой реальную проблему для общественного здравоохранения в условиях сильного селективного давления, изменения климата, роста и все более уязвимых популяций.
Содержание статьи:
Из примерно 5 миллионов видов грибов идентифицировано только 120 000. Однако экологические и климатические изменения, а также чрезмерное использование фунгицидов в сельском хозяйстве способствовали созданию инфекционных «супергенов», которые могут избежать ограниченного терапевтического оружия.
По данным GAFI (Глобального фонда по борьбе с грибковыми инфекциями), в последние годы грибковые заболевания ежегодно становятся причиной смерти около 1,6 миллиона человек, в то время как более 1 миллиарда людей страдают от серьезных грибковых заболеваний. Том Чиллер, медицинский эпидемиолог из Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), утверждает, что
Микроскопические грибки могут вызывать серьезные заболевания и инфекции, особенно аспергиллез, и их появление в последние годы участилось, вызвав новые проблемы в научном сообществе. В частности, Aspergillus fumigatus растет на домашней пыли и разложившемся растительном материале. Он может вызывать проблемы с дыханием и осложнения у людей со слабой иммунной системой. Вдыхание конфликта может привести к инфекциям легких и бронхов, а в некоторых случаях — к смерти.
Хотя инфекции, вызываемые бактериями, являются наиболее распространенными и известными, старение населения и увеличение числа людей со слабой иммунной системой — в результате болезней и лечения — создали новое окно возможностей для микроскопических грибов. В результате современные противогрибковые препараты стоят дороже антибиотиков и в ближайшие годы могут занять центральное место во многих стратегиях общественного здравоохранения.
Слишком быстрая эволюция и слишком слабый терапевтический арсенал
Хотя скорость мутации грибов обычно ниже, чем у бактерий и вирусов, они развиваются очень быстро и могут вызывать инфекции, которые все труднее поддаются лечению противогрибковыми препаратами.В 2020 году Амелия Барбер, микробиолог из Института Ханса Кнеллера в Германии, опубликовала исследование о случаях инфекций, при которых грибок Candida glabrata обладает двумя особыми мутагенными вирулентностями.
Именно эта вирулентность делает инвазивные грибковые инфекции столь опасными, в отличие от поверхностных разновидностей, таких как черный дрозд. Поскольку они делят органический материал в рамках трофического цикла экосистемы, эти агрессивные, мутантные грибы выделяют токсины, которые разрушают ткани, разрушаемые токсинами. Они являются частью цикла самозащиты и производят питательные вещества, необходимые для процветания.
К сожалению, существующие стратегии лечения малоэффективны. Перед лицом этой инфекции организм может вызвать экстремальную реакцию иммунной системы — септицемию. Это потенциально смертельная дисфункция органа, которая возникает в результате нестабильной реакции организма на инфекцию. Такая обостренная реакция организма может резко нарушить работу жизненно важных органов, что приводит к более длительным последствиям. Резистентность может усугубить ситуацию. Что касается патогенных микроорганизмов, то смертность на 25% выше для патогенов, устойчивых к противогрибковым препаратам.
Читайте также: Исследование подтверждает, что диабет 1 типа может быть вызван вирусной инфекцией
Более 50 лет ученые подозревали, что энтеровирусная инфекция может вызывать диабет первого типа. Эта гипотеза была подтверждена результатами..
Вымирание видов из-за грибков, что приводит к непропорциональным антигрибковым мерам
Помимо прямого воздействия на здоровье человека, грибковые заболевания могут повреждать растения и сельскохозяйственные культуры, что приводит к значительным потерям в сельскохозяйственной деятельности и производстве продуктов питания.
Патогенные зооспоры угрожают вымиранием летучим мышам, амфибиям и рептилиям. Не говоря уже о лесах Европы и Северной Америки, уничтоженных голландской вязкой болезнью — грибком, распространяемым жуками, сообщает National Geographic. Насыщая сосудистую систему деревьев, инфекция лишает их воды, пока они не затопятся и не погибнут. И пытаясь спасти эти культуры, мы спровоцировали феномен устойчивости к грибку.
По словам Марины Буллы, специалиста по патологии растений из Университета Джорджии, непропорциональное использование фунгицидов, в частности Азорова, увеличилось в четыре раза в ответ на эти инфекции за последнее десятилетие, сообщает National Geographic. Сельскохозяйственные фунгициды часто используют стратегии, схожие с их фармацевтическими аналогами. По мере того, как грибы приобретают иммунитет к одному из них, повышается их устойчивость к другим. Брейер и его коллега Мишель Мамани недавно доказали это, протестировав образцы Aspergillus fumigatus от пациентов, которые никогда не получали противогрибкового лечения. Они обнаружили стабильный штамм, ранее известный только в сельском хозяйстве.
Следует отметить, что фунгициды, такие как азолы, связаны с эргостеролом, молекулой, ассоциированной с холестерином человека и ферментами, участвующими в ключевых компонентах клеточной мембраны гриба. Без них мембрана потекла бы и разрушилась, убив инфекционного агента. С практической точки зрения, грибы приобретают существующие фунгициды в два этапа. Во-первых, они изменяют форму целевого фермента так, что препарат перестает его распознавать. Во-вторых, они увеличивают выработку фермента, обеспечивая производство эргостерола в количестве, достаточном для поддержания продолжительности жизни грибковой клетки.
В настоящее время существует только три фунгицида, а грибки, такие как Candida Auris, устойчивы ко всем трем, представляя угрозу для всего мира.
Candida auris — глобальная угроза в связи с изменением климата
Грибок Candida Auris, устойчивый к противогрибковым препаратам, за последнее десятилетие распространился в больницах по всему миру. Если ничего не предпринимать, это может привести к большему количеству смертей, чем от рака; по данным CDC, почти половина всех пациентов, зараженных сегодня Candida auris, умирает в течение 90 дней.
Впервые Candida auris была обнаружена в ухе 70-летней женщины в 2009 году. В то время она казалась безобидной. Впоследствии, с 2012 года, он появился почти одновременно на трех континентах как прямой результат изменения климата. Затем разные регионы мира стали наблюдать его независимо друг от друга. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) внесли его в список микроорганизмов, представляющих «срочную угрозу» для здоровья. Грибок выработал способность перемещаться при высоких температурах и приспособился к чрезмерному использованию фунгицидов в сельском хозяйстве. Механизм этой тепловой адаптации в настоящее время неизвестен и является предметом постоянных исследований.
Перед лицом этих угроз усиление систематического надзора за грибковыми инфекциями может помочь контролировать инвазии. Кроме того, значительный прогресс был достигнут в разработке грибковых вакцин для использования человеком. В исследованиях на животных защита от всех основных медицинских грибов была достигнута с помощью вакцин, состоящих из грибов, сырых экстрактов, рекомбинантных вспомогательных веществ и вакцин на основе нуклеиновых кислот.
Три вакцины были протестированы в общественных условиях, показав потенциал для клинических испытаний в группах риска. Хотя существует множество научных и логистических препятствий, есть основания для оптимизма в отношении доступности клинически одобренных грибковых вакцин.
И, наконец, грибки присутствуют в воде, деревьях, почве, воздухе, в нас и наших телах на протяжении тысячелетий. Их часто называют «пятым царством жизни на Земле». Они не являются ни растениями, ни животными, ни микроорганизмами, ни простейшими. Их конфликт заключается в их способности перемещаться в условиях экстремальных температур, радиации и даже космоса.
Если возможно, то невозможно искоренить грибы! Они очень важны в медицине. Например, пенициллин был разработан на основе грибов. Некоторые элементы грибов являются необходимыми питательными веществами, которые могут предотвратить рак.
Помимо бактерий, грибы важны как нарушители пищевой сети почвы. Их нити — или ГИФы — физически соединяют частицы почвы. Это помогает увеличить их способность проникать в почву и задерживаться в ней.
Наконец, грибы помогают бороться с загрязнением окружающей среды. Например, некоторые виды, вешенки, вырабатывают ферменты, которые переваривают нефтяные углеводороды. Некоторые из них также могут поглощать тяжелые металлы, такие как ртуть, и переваривать полиуретановые пластмассы.
Как заключает Мамани в National Geographic, быстрое приобретение устойчивости к Aspergillus aspergillus в Голландии является результатом того, что «Aspergillus даже не является патогеном — он просто распространяется в почве. При опрыскивании нисолом патоген сразу же становился устойчивым. «
Научиться жить с биоразнообразием нашей планеты крайне важно в условиях ускоряющегося изменения климата, что еще больше увеличивает угрозу новых пандемий.
