Ученые заметили любопытное соревнование между грибком Beauveria bassiana и мушками-дрозофилами: гриб проникает в их организм и воздействует на иммунную систему таким образом, что мушки начинают разрушать свои же клетки мозга.
Некоторые из сотен тысяч описанных видов грибов могут поражать растения, животных и даже себе подобных. Точное число паразитических грибов пока неизвестно, так как учёные всё ещё находят новые виды. рассказывал Открыт новый вид грибка, поражающий пауков и влияющий на их поведение.
Внимание исследователей привлек энтомопатогенный гриб Beauveria bassiana, часто используемый для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Грибок проникает в организм насекомых через пищеварительную систему или кутикулу. Для людей грибок безопасен.
Биологи из Бирмингемского университета выбрали этот патоген, потому что он вызывает характерный иммунный ответ у плодовых мушек Drosophila melanogaster. Это делает его подходящей моделью для изучения взаимосвязи «гриб — иммунная система — нейродегенерация».
Авторы научной работы, опубликованной в журнале PLOS Biology Мушек поместили в камеры с грибковыми спорами. Через три дня споры преодолели гематоэнцефалический барьер и проникли в мозг. Заражение протекало следующим образом: рецептор Toll-1 распознавал паразита, после чего организм вырабатывал антимикробные пептиды — молекулы, способные атаковать и уничтожать патоген.
В этот раз Beauveria bassiana активировал рецептор Toll-1, мембранный белок группы Толл-подобных рецепторов, отвечающих за функционирование врожденного иммунитета. Это привело к активации белка SARM, который подавляет иммунную защиту и парадоксальным образом «убивает» нейроны и глиальные клетки мозга мушки. Паразит таким образом «взломал» иммунную систему дрозофил, заставив ее уничтожать собственные клетки мозга.
Экспериментальные особи развили нейродегенерацию: менее недели спустя скончалась более половины из них, в отличие от контрольной группы, где такое число выживших достигло лишь к пятидесятому дню.
Исследователи продемонстрировали эволюцию грибка, позволяющую ему уклоняться от иммунитета и проникать в головной мозг. Рецептор обнаруживает грибную инфекцию, что обычно запускает стандартный иммунный ответ. Однако, в мозге этот механизм трансформируется в процесс, вынуждающий организм хозяина разрушать собственные нервные клетки. объяснила К числу авторов научного труда относится Алиша Идальго.
Белок SARM оказался ключевым элементом ухода от иммунного ответа. Эксперименты показали, что он действует как «повелитель»: его активация нанесла вред клеткам мозга, а гриб получил возможность проникнуть через барьер и размножаться в нервной ткани.
Авторы исследования отметили с эволюционной точки зрения гонку вооружений между хозяином и паразитом: чем совершеннее иммунитет насекомого, тем изощреннее становятся уловки грибка. Хотя для человека грибок не опасен, принцип, при котором Beauveria bassiana пробивается к мозгу, может встречаться и у других патогенов, потенциально способных поражать млекопитающих.
Заражение паразитическим грибком у простой плодовой мушки не всегда подавляется обычными защитными механизмами. Патоген меняет сигналы иммунной системы, что вызывает нейродегенерацию: нарушения координации и уменьшение продолжительности жизни.
Исследование раскрывает способ проникновения грибка в мозг насекомых и демонстрирует взаимодействие патогена и иммунитета. Авторы считают, что подобные исследования способны повысить понимание механизмов грибковых инфекций и их влияния на неврологические заболевания у более развитых организмов.