Patogenne grzyby (Candida, Aspergillus, Cryptococcus i inne) są notorycznymi zabójcami osób z obniżoną odpornością. Dla większości populacji są całkowicie nieszkodliwe, bo nie radzą sobie zbyt dobrze w cieple naszych ciał. Eksperci ostrzegają, że wkrótce może się to zmienić.
Na fali popularności serialu “The Last of Us” media ponownie zainteresowały się tematyką grzybów chorobotwórczych, a to przecież problem stary jak świat. Naukowcy ostrzegają, że grzyby mogą być coraz groźniejsze, a winne jest globalne ocieplenie.
Grzyby wywołają kolejną pandemię?
Badanie przeprowadzone przez Duke University School of Medicine wykazało, że podwyższone temperatury powodują, że patogenny grzyb Cryptococcus deneoformans przystosowuje się do nowych warunków. Zwiększa to liczbę jego zmian genetycznych, których skutki są nieznane – niektóre mogą przypuszczalnie prowadzić do większej odporności na ciepło, a inne zwiększyć potencjał chorobotwórczy.
Wyższa temperatura sprawia, że transpozony, czyli tzw. skaczące geny łatwiej przemieszczają się w obrębie DNA grzyba, co prowadzi do zmian w sposobie, w jaki jego geny są wykorzystywane i regulowane. Szczegóły opisano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Czytaj też: Grzyby atakują. WHO szczególnie ostrzega przed tymi gatunkami
Dr Asiya Gusa z Molecular Genetics and Microbiology w Duke School of Medicine mówi:
Te mobilne elementy prawdopodobnie przyczyniają się do adaptacji w środowisku i podczas infekcji. Może to nastąpić jeszcze szybciej, ponieważ stres cieplny przyspiesza liczbę zachodzących mutacji.
To może brzmieć jak dystopia rodem z serialu “The Last of Us”, gdzie to właśnie globalne wzrosty temperatur doprowadziły do pandemii grzybów chorobotwórczych, zamieniających ludzi w zombie. Mimo iż jest to obraz fikcyjny, to zdaniem naukowców warto o nim mówić, by uwrażliwiać społeczeństwo na zagrożenia płynące ze świata grzybów. Jeżeli grzyby chorobotwórcze faktycznie dostosują się do zmieniających się temperatur, to może czekać nas pandemia gorsza od COVID-19.
Dr Asiya Gusa dodaje:
Nie mówimy o chorobach zakaźnych w sensie komunikacyjnym – nie przenosimy grzybów na siebie. Ale zarodniki znajdują się w powietrzu. Wdychamy je przez cały czas, a nasze układy odpornościowe są wyposażone w urządzenia do ich zwalczania.
Zarodniki grzybów są zazwyczaj większe niż wirusy, więc maski ochronne stosowane podczas pandemii COVID-19 prawdopodobnie wystarczyłyby do ich zatrzymania. Drugim ważnym sprzymierzeńcem jest ciepłota naszych ciał – na razie.
Dr Asiya Gusa dodaje:
Odnotowujemy wzrost chorób grzybiczych w dużej mierze ze względu na wzrost liczby osób, które mają osłabione układy odpornościowe. A to oznacza dla nich lepsze warunki do rozwoju. Z drugiej strony, same grzyby też przystosowują się do wyższych temperatur. To naturalny proces, jak z nabywaniem oporności na szczepionki przez rozprzestrzeniające sie wirusy czy bakterie.
Skaczące geny
Naukowcy z Uniwersytetu Duke’a skupili się na trzech transpozonach, które były szczególnie aktywne podczas stresu cieplnego u C. deneoformans. Tylko u tego gatunku grzyba jest co najmniej 25 innych transpozonów, które mogą się zmobilizować do działania w dowolnym momencie.
Stres cieplny przyspieszył zmiany materiału genetycznego grzyba. Po 800 pokoleniach wzrostu w medium laboratoryjnym, tempo mutacji transpozonów było pięciokrotnie wyższe u grzybów hodowanych w temperaturze ciała (37oC) w porównaniu z grzybami hodowanymi w temperaturze 30oC.
Czytaj też: Grzyby glebowe mogą wywoływać zapalenie płuc. Amerykanie mają problem – kolejni możemy być my
Jeden z transpozonów – T1 – miał tendencję do wstawiania się pomiędzy geny kodujące, co mogło prowadzić do zmian w sposobie kontroli genów. Element o nazwie Tcn12 często lądował w obrębie sekwencji genu, potencjalnie zaburzając jego funkcję i prowadząc do oporności na leki. A z kolei Cnl1 wykazywał tendencję do pojawiania się w pobliżu lub w sekwencjach telomerów na końcach chromosomów (efekt nieznany). Zwiększona aktywność transpozonów wydawała się być wyższa w grzybach żyjących w myszach niż w kulturach laboratoryjnych, a to kolejny powód do niepokoju. Uczeni podejrzewają, że dodatkowe wyzwania związane z przetrwaniem w zwierzęciu z odpowiedzią immunologiczną i innymi stresorami mogą napędzać transpozony do jeszcze większej aktywności.
Przykład Cryptococcus neoformans pokazuje, że kierunek ewolucji grzybów chorobotwórczych jest nieznany i powinniśmy być przygotowani na różne warianty. Nie apokalipsy zombie, ale pandemii infekcji grzybiczych, które mogą być jeszcze trudniejsze do opanowania niż COVID-19.