Здоровье и медицинаНовости

Следующая пандемия может быть вызвана грибками, против которых мы бессильны

В то время как пандемия COVID-19 еще не закончилась, а вспышка обезьяньей оспы продолжает распространяться по всему миру, вызывая беспокойство у правительств пострадавших стран, эпидемиологи опасаются другой угрозы — микроскопических грибков. Они могут вызвать новую пандемию, гораздо более страшную, чем те, которые вызываются вирусами, учитывая наши ограниченные знания о них и их способность адаптироваться к нашим слабым терапевтическим мерам. Несмотря на их долгую историю с нами, ученые считают, что в настоящее время они представляют собой реальную проблему для общественного здравоохранения в условиях сильного селективного давления, изменения климата и растущей и все более хрупкой человеческой популяции.

Из почти пяти миллионов видов грибков идентифицировано только 120 000 - из них лишь несколько сотен известны как вредные для человека. Однако изменение окружающей среды и климата, а также чрезмерное использование фунгицидов в сельском хозяйстве способствовали созданию инфекционных "супер-агентов", способных ускользнуть от нашего ограниченного терапевтического арсенала.

По данным GAFFI (Глобальный фонд действий по грибковым инфекциям), в последние годы грибковые заболевания вызывают примерно 1,6 миллиона смертей в год, и более миллиарда человек страдают от тяжелых грибковых заболеваний. Том Чиллер, медицинский эпидемиолог из Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), рассказал National Geographic: "Что нас постоянно беспокоит в мире грибков, так это возможность того, что грибки могут вызывать заболевания человека. Мы многого даже не понимаем".

Микроскопические грибки могут вызывать серьезные заболевания и инфекции, в частности аспергиллез, заболеваемость которым в последние годы растет, вызывая новые вопросы у научного сообщества. В частности, Aspergillus fumigatus, который растет в домашней пыли и разлагающемся растительном материале. Он может вызвать осложнения у людей с проблемами дыхательных путей или ослабленной иммунной системой. Вдыхание спор может привести к заражению легких и бронхов, что в некоторых случаях может привести к летальному исходу.

Хотя инфекции, вызванные бактериями, являются наиболее распространенными и известными, старение населения и увеличение числа людей с ослабленным иммунитетом - в результате болезни или лечения — создали новое окно возможностей для микроскопических грибов. В результате противогрибковые препараты сейчас стоят дороже антибиотиков, и антимикотические стратегии, вероятно, станут центральными во многих стратегиях общественного здравоохранения в ближайшие годы.

Слишком быстрая эволюция и слишком слабый терапевтический арсенал

Хотя скорость мутации грибов обычно ниже, чем у бактерий или вирусов, они могут эволюционировать чрезвычайно быстро, вызывая инфекции, которые все труднее поддаются лечению противогрибковыми препаратами. Амелия Барбер, микробиолог из Института Ханса Кнёлля в Германии, в 2020 году опубликовала исследование о случае инфекции, при которой грибок Candida glabrata имел две особые мутации, позволившие ему чрезвычайно хорошо и быстро адаптироваться к новой среде и стать гораздо более вирулентным.

Грибок Aspergillus fumigatus, вызывающий тяжелые инфекции у людей.

Именно эта вирулентность делает инвазивные грибковые инфекции такими опасными, в отличие от поверхностных разновидностей, таких как молочница. Такие агрессивные, мутировавшие грибки выделяют токсины, разрушающие ткани, которыми они затем могут питаться — точно так же, как они расщепляют органические вещества в рамках круговорота питательных веществ в экосистеме. Они вступают в цикл самообеспечения, создавая питательные вещества, необходимые им для процветания.

К сожалению, существующие стратегии лечения не очень эффективны. Перед лицом этой инфекции организм может вызвать экстремальную реакцию иммунной системы, что и является сепсисом. Это потенциально смертельная дисфункция органов, возникающая в результате дисрегуляторной реакции организма на инфекцию, наиболее тяжелой формой которой является септический шок. Эта обостренная реакция организма влияет на функционирование жизненно важных органов в острой форме и может привести к более долгосрочным последствиям. Резистентность усугубляет ситуацию: смертность на 25% выше, если речь идет о возбудителе, устойчивом к противогрибковым препаратам.

Вымирание видов из-за грибков, что приводит к непропорциональным антигрибковым мерам

Помимо прямого воздействия на здоровье человека, грибковые заболевания также могут повреждать растения и сельскохозяйственные культуры, что приводит к значительным потерям в сельскохозяйственной деятельности и производстве продуктов питания.

Патогенные грибки животных угрожают вымиранием летучим мышам, амфибиям и рептилиям. Не говоря уже о лесах в Европе и Северной Америке, которые были уничтожены голландской болезнью вязов — грибком, распространяемым жуками, сообщает National Geographic. Насыщая сосудистую систему деревьев, инфекция лишает их воды до тех пор, пока они не завянут и не погибнут. И пытаясь спасти эти культуры, мы вызвали феномен резистентности у грибков.

По словам специалиста по патологии растений Университета Джорджии Марин Брюэр, в ответ на эти инфекции за последние 10 лет в четыре раза увеличилось непропорциональное использование фунгицидов, особенно азолов, сообщает National Geographic. Сельскохозяйственные фунгициды часто используют стратегии, схожие с их фармацевтическими аналогами; когда грибы становятся невосприимчивыми к одному из них, они также развивают устойчивость к другим. Брюэр и его коллега Мишель Момани недавно доказали это, протестировав образцы Aspergillus fumigatus от пациентов, которые никогда не получали противогрибкового лечения. Они обнаружили устойчивые штаммы, ранее известные только в сельскохозяйственном мире.

Следует отметить, что фунгициды, такие как азолы, связываются с ферментом, участвующим в сборке эргостерола, молекулы, родственной холестерину у человека и являющейся важным компонентом клеточной мембраны грибов. Без него мембрана протекает и разрушается, убивая инфекционный агент. С практической точки зрения, грибки побеждают существующие фунгициды в два этапа. Во-первых, они изменяют форму фермента-мишени так, что лекарство больше не распознает его. Во-вторых, они увеличивают выработку фермента, чтобы обеспечить производство достаточного количества эргостерола для поддержания клеток гриба.

В настоящее время существует только три фунгицида, и некоторые грибки, такие как Candida auris, устойчивы ко всем трем, что представляет угрозу для всего мира.

Candida auris - глобальная угроза в связи с изменением климата

Грибок Candida auris, устойчивый к противогрибковым препаратам, распространился в больницах по всему миру в течение последнего десятилетия. Если ничего не предпринять, это может привести к большему числу смертей, чем рак. По данным CDC, почти половина всех пациентов, заразившихся грибком Candida auris на сегодняшний день, умерли в течение 90 дней.

Впервые Candida auris была обнаружена в Японии в 2009 году в ухе 70-летней женщины. В то время это казалось безобидным. Затем, начиная с 2012 года, он практически одновременно проявился на трех континентах, возникнув как прямое следствие изменения климата. Затем его постепенно стали наблюдать независимо друг от друга в разных частях света. Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) добавили его в список микробов, представляющих "срочную угрозу" для здоровья. Грибок выработал способность выдерживать высокие температуры, приспособившись при этом к чрезмерному использованию фунгицидов в сельском хозяйстве. Механизм этой тепловой адаптации в настоящее время неизвестен и является предметом продолжающихся исследований.

Перед лицом этих угроз усиленный и систематический надзор за грибковыми инфекциями поможет контролировать их передачу. Кроме того, значительный прогресс был достигнут в разработке грибковых вакцин для использования человеком. В исследованиях на животных защита от всех основных медицинских микозов была достигнута с помощью вакцин, состоящих из живых ослабленных и убитых грибов, сырых экстрактов, рекомбинантных субъединичных препаратов и вакцин на основе нуклеиновых кислот.

Три вакцины были испытаны на людях, продемонстрировав возможность проведения клинических испытаний, направленных на группы населения, подверженные риску. Хотя остается много научных и логистических препятствий, есть основания для оптимизма в отношении доступности клинически одобренных грибковых вакцин.

И наконец, грибки существуют уже тысячи лет - в воде, на деревьях, в почве, в воздухе - на нас и внутри наших тел. Их часто называют "пятым царством жизни на Земле"; они не являются ни растениями, ни животными, ни микробами, ни простейшими. Их споры могут переносить экстремальные температуры, радиацию и даже космическое пространство.

Невозможно искоренить грибки, если бы это было возможно! Они имеют большое значение в медицине, например, пенициллин был разработан на основе грибка. Некоторые элементы грибов являются необходимыми питательными веществами, которые могут предотвратить рак.

Помимо бактерий, грибы важны как разлагатели в пищевой сети почвы. Их нити - или гифы - также физически связывают частицы почвы, что способствует проникновению воды в почву и повышает способность почвы удерживать ее.

Наконец, грибы могут помочь в борьбе с загрязнением окружающей среды. Некоторые виды, например, вешенка, вырабатывают ферменты, переваривающие нефтяные углеводороды. Некоторые из них могут поглощать тяжелые металлы, такие как ртуть, и даже переваривать полиуретановые пластмассы.

Как заключает Момани в National Geographic, быстрое приобретение устойчивости к азолам у Aspergillus в Нидерландах служит предостережением: "Aspergillus даже не является патогеном растений - он просто повсеместно распространен в почве. Но поскольку он находился в окружающей среде, когда посевы и цветы опрыскивались азолом, патоген быстро выработал к нему устойчивость".

Научиться жить с биоразнообразием нашей планеты становится более чем жизненно важным и решающим в условиях ускоряющегося изменения климата, что еще больше повышает угрозу новых пандемий.

Подпишитесь на нас: Яндекс.Новости / Вконтакте / Telegram
Back to top button