У нашому довкіллі багато мікробів; багато з них нешкідливі, деякі виконують важливі функції, а деякі можуть становити загрозу. Наприклад, Aspergillus fumigatus — це грибок, який часто зустрічається в грунті, а також в органічних речовинах, що розкладаються; він грає вирішальну роль в переробці вуглецю і азоту на нашій планеті. A. fumigatus також широко поширений в повітрі, тому в середньому люди, ймовірно, вдихають кілька сотень спор A. fumigatus кожен день.
Цей грибок має високу адаптивність, а також може обходити ослаблену імунну захист у людей з ослабленим імунітетом, викликаючи легеневі інфекції, звані аспергіллез. Існують обмежені варіанти лікування цього захворювання, і його важко ефективно лікувати.
Нині вчені проаналізували генетичні дані приблизно 250 штамів цього гриба і дані 40 пацієнтів з аспергільоз, які характеризували мікробіоми легких цих людей. Це показало, що коли люди заражаються A. fumigatus, склад їх мікробіом легенів починає різко змінюватися. Результати були опубліковані в Nature Communications.
Попередні дослідження показали, що штами грибка можуть сильно відрізнятися у різних інфікованих пацієнтів. Наприклад, геноми 250 штамів Aspergillus fumigatus, виділених з різних місць, були ідентичні лише приблизно на 70 відсотків, що є величезною різницею, враховуючи, що у таких організмів, як люди і свині, геноми ідентичні приблизно на 95 відсотків.
Метою цього дослідження було виявити, як ці генетичні відмінності впливають на метаболізм грибів в контексті мікробіомів легенів, які і без того складні, зазначив керівник дослідження Джанні Панайоту, завідувач відділу динаміки мікробіома Інституту досліджень натуральних продуктів і біології інфекцій ім. Лейбніца ( Leibniz-HKI ).
« Розуміння того, що може стимулювати зростання грибів і, отже, виживання A. fumigatus в різних середовищах існування, може сприяти розробці профілактичних або терапевтичних стратегій для контролю рівня грибкових патогенів ».
У цій роботі вчені застосували геномні дані грибів і відому біохімічну інформацію до обчислювальних інструментів, які змоделювали метаболічні реакції і продукцію 250 штамів грибів. Це показало, що клінічні штами значно відрізняються від штамів, які зустрічаються в навколишньому середовищі, особливо коли справа доходить до синтезу амінокислот, сказав співавтор дослідження Мохаммад Мірхаккак.
Ця модель була також застосована до зразків, які були отримані від 40 пацієнтів з муковісцидозом до і після того, як у них був діагностований аспергіллез. Дослідники також виявили склад мікробіомів легенів у цих пацієнтів за допомогою метагеномних інструментів. Результати досліджень показали, що A. fumigatus, мабуть, змінює мікробіом легенів на свою користь.
Комп’ютерне моделювання показало, що навіть штами грибів з метаболічними вадами зможуть вижити в легенях завдяки підтримці мікробіома легенів, який взяв на себе відповідальність за деякі метаболічні процеси.
« Наші результати показують, що при розробці нових ліків нам потрібно враховувати, з одного боку, величезну варіабельність метаболізму Aspergillus fumigatus, а з іншого боку, що нам також необхідно враховувати весь мікробіом », — сказав Панайоту.
Матеріали новинного характеру не можна прирівнювати до призначення лікаря. Перед прийняттям рішення порадьтеся з фахівцем.
