Ученые предложили новую модель заболеваний животных, включающую роль микробиома. Их исследования показывают, что изменение климата может привести к появлению новых инфекционных заболеваний.
Инфекционные заболевания, в особенности зоонозы, возникают в результате человеческой деятельности. Это отчасти объясняется изменением климата, которое побуждает некоторых переносчиков перемещаться за пределы их нынешнего ареала обитания.
Например, тигровый комар, передающий вирусную болезнь Чикунгунья, в настоящее время расширяет свой географический ареал по всей Европе и Америке, подвергая риску миллионы людей.
В недавно опубликованной работе в Trends in Parasitology представлен синтез исследований инфекционных заболеваний у людей и в природе. В ней представлена новая модель динамики инфекционных заболеваний, учитывающая роль микробиома - "хороших" бактерий, которые живут внутри нас.
Ученые предполагают, что изменения окружающей среды, в том числе изменения климата, могут дестабилизировать эту модель и привести к появлению новых инфекционных заболеваний, возникающих в результате изменений в микробиоме животных.
Новая модель для инфекционных заболеваний
В экологии болезней ученые традиционно используют "треугольник болезней" для демонстрации роли хозяина, патогена и окружающей среды в распространении болезней.
Авторы нового исследования, из институтов Франции, Германии и США, предполагают, что эта концепция дает "упрощенный" взгляд на динамику инфекционных заболеваний. Поэтому они расширили эту концепцию, включив в нее микробиом.
Исследования показали, что микробные сообщества важны для здоровья экосистем, дикой природы и людей. Только в человеческом кишечнике обитает до 1000 различных видов бактерий, которые, как показали исследования, играют важную роль во многих аспектах здоровья.
Последние достижения в области технологии генетического секвенирования помогли ученым лучше понять разнообразие и физиологическое значение микробиоты.
"Сейчас мы лишь постепенно начинаем понимать роль микроорганизмов в профилактике болезней и то, как они взаимодействуют, например, с экологическим микробиомом, патогенными микроорганизмами и хозяином", - объясняет д-р Аделин Лояу из Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisherie, Германия, который руководила исследованием.
В результате исследователи представили "пирамиду заболевания", которая представляет собой новую модель динамики болезней, включающую в себя взаимодействие между хозяином, патогеном, окружающей средой и четвертым элементом: микробиомом.
Роль климата
Микробиом является важным фактором, определяющим, будет ли животное инфицировано патогенным микроорганизмом в окружающей среде. Например, отмечают авторы исследования, комар с меньшей вероятностью может стать восприимчивым к малярийному паразиту, если в его кишечнике больше бактерий, принадлежащих к семейству энтеробактерий.
"Микробиом в равновесии может защитить от инфекции в изменяющихся условиях окружающей среды", - объясняет первый автор исследования Адриана П. Бернардо-Краво из Université de Toulouse, Франция, и Helmholtz Centre for Environmental Research, Германия.
Однако изменения в окружающей среде могут, в свою очередь, повлиять на микробиом.
Микробиом поддерживает хрупкое равновесие различных видов бактерий, что помогает защитить организм от инфекции. Изменения климата могут нарушить его равновесие.
Температура, в частности, оказывает значительное влияние на состав микробиома, что может частично объяснить, почему изменение климата влияет на распространение заболеваний. У земноводных этот эффект может быть сильнее, поскольку они, как эктотеры, полагаются на внешнюю температуру для регулирования всех своих телесных функций.
Исследователи приводят пример грибкового заболевания - цитридиомикоза, поражающего земноводных, в том числе и лягушек.
Амфибии с более разнообразным микробиомом более устойчивы к этому заболеванию, с которым противогрибковые бактерии на коже могут бороться. Изменение климата изменит распространение этой болезни и может привести к дальнейшему снижению численности амфибий - позвоночных животных, находящихся под наибольшей угрозой исчезновения.
Однако эти изменения затронут не только дикую природу. Авторы предупреждают, что разрушение любого из четырех оснований пирамиды болезни может привести к появлению новых заболеваний, которые также поражают человека.
"Мы должны осознавать, что изменение климата и утрата биоразнообразия являются факторами стресса для экосистем, человека, животных и микробиома. Наши исследования показывают, что если дестабилизировать различные оси пирамиды заболеваний, можно ожидать появления новых инфекционных заболеваний, в том числе и для человека", сказал проф. Дирк Шмеллер, Université de Toulouse.
Основная идея исследователей заключается в том, что человеческая деятельность коренным образом изменяет окружающую среду, что оказывает влияние на дикую природу и людей. Охрана здоровья и того, и другого требует широкого исследовательского подхода, учитывающего целый ряд воздействий, включая микробиомы.
