Новости

Холера по-прежнему является проблемой, особенно в менее развитых регионах, по данным ВОЗ, продолжающаяся седьмая пандемия холеры по-прежнему вызывает до четырех миллионов случаев заражения и до 143 000 смертей ежегодно.    Только несколько штаммов V. cholerae могут вызвать пандемическое заболевание, большинство из них являются безвредными водными микроорганизмами. Это происходит потому, что пандемические штаммы приобрели специализированные "наборы инструментов" генов и других генетических элементов, называемых "островами патогенности", которые могут превратить бактерию в патоген.    Штаммы, вызывающие пандемии холеры, приобрели острова патогенности в результате процесса, известного как "горизонтальный перенос генов", при котором бактерии обмениваются генами как внутри вида, так и между видами. Горизонтальный перенос генов является мощной движущей силой эволюции бактерий, поскольку он может быстро наделить бактерии новыми способностями, которые помогают им адаптироваться и выжить. Но он также является неизбирательным, передавая гены, которые не нужны или даже вредны для их нового хозяина.    Горизонтальный перенос генов часто происходит с помощью плазмид - самовоспроизводящихся кольцевых фрагментов ДНК, которые встречаются у бактерий и могут нести до нескольких сотен генов. Однако штаммы V. cholerae, вызывающие продолжающуюся в настоящее время 7-ю пандемию холеры, редко несут плазмиды, в то время как плазмиды в изобилии присутствуют в родственных штаммах, выделенных из окружающей среды, но не от пациентов. Это удивительное явление привлекло внимание ученых, которые решили разобраться в нем. "Мы хотели выяснить, почему плазмиды так редки в 7-й пандемической кладе V. cholerae, пролить свет на то, как эволюционируют бактериальные патогены", - говорит профессор Мелани Блокеш, возглавлявшая исследование.    Сначала исследователи ввели небольшую модельную плазмиду в штаммы V. cholerae из 6-й и 7-й пандемий, а также в непандемические штаммы, выделенные из различных водоемов. Затем они отслеживали стабильность плазмиды на протяжении многих поколений. Удивительно, но модельная плазмида сохранялась во всех штаммах, но была быстро элиминирована из штаммов 7-й пандемии.Воодушевленные, ученые использовали методы генной инженерии, чтобы определить части генома V. cholerae, ответственные за эту потерю. Этот подход привел к открытию двух новых защитных систем, которые работают вместе для уничтожения плазмид и кодируются в двух разных островах патогенности.    Исследователи назвали эти системы "защитными модулями ДНК" (Ddm) и описали их в журнале Nature. Первая из них, DdmDE, состоит из двух белков, которые нацелены на маленькие плазмиды и разрушают их, в чем им помогает вторая защитная система, DdmABC. Оказалось, что эта вторая система играет гораздо более широкую роль в защите бактерий. Она может не только усиливать уничтожение малых плазмид, но и действовать против клетки-хозяина, разрушая ее ДНК и вызывая форму клеточного самоубийства. По сути, DdmABC защищает бактериальную популяцию от вирусов, убивая инфицированные клетки до того, как вирус успеет реплицироваться и распространиться.    Авторы также обнаружили, что DdmABC нацелена на большие плазмиды, которые часто несут огромные массивы генов резистентности к антибиотикам и могут сохраняться, переходя от одной бактерии к другой, распространяя множественную лекарственную резистентность. "Этот вывод может объяснить, почему недавние пандемические штаммы в основном несут резистентность к антибиотикам, интегрированную в их геном, а не на плазмидах", - говорит Блокеш.    "Совместная активность этих двух защитных систем раскрывает давнюю загадку отсутствия плазмид в 7 пандемических штаммах V. cholerae", - говорят исследователи. "Более того, наше открытие позволяет предположить, что способность штаммов 7-й пандемии защищаться от мобильных генетических элементов, вероятно, сыграла ключевую роль в их эволюции и успехе".

Новое исследование, проведенное под руководством ученых из Калифорнийского университета, выявило причину, по которой пожилые люди значительно более восприимчивы к инфекционным заболеваниям, чем молодые, что является важнейшей социальной проблемой, примером которой в последнее время стала пандемия COVID-19.    Результаты исследования также прокладывают путь к новым потенциальным терапевтическим мишеням для омоложения иммунной системы пожилых людей и, таким образом, снижения риска инфекционных заболеваний. "Благодаря этому исследованию мы получили новое понимание того, почему пожилые люди более восприимчивы к инфекционным заболеваниям, что позволит нам определить потенциальные новые методы лечения", - говорит старший автор исследования Майкл Деметриу. "Фактически мы обнаружили доступ к потенциальному фонтану молодости для иммунной системы". Исследование под названием "Возраст-ассоциированное ухудшение Т-клеточного иммунитета связано с половым диморфическим повышением разветвленности N-гликанов" было опубликовано в журнале Nature Aging.    Т-клеточный иммунитет снижается с возрастом, тем самым увеличивая тяжесть и смертность от инфекционных заболеваний. Т-клетки являются защитниками иммунной системы и координируют иммунные реакции для борьбы с инфекциями. Добавление сложных и разветвленных углеводных цепочек ("гликанов") к белкам подавляет функцию Т-клеток. В данном исследовании ученые показали, что разветвленные гликаны увеличиваются с возрастом в Т-клетках женщин больше, чем мужчин, что связано с возрастным увеличением важного метаболита сахара (N-ацетилглюкозамина) и сигналом, подаваемым цитокином Т-клеток интерлейкином-7.    "Наше исследование показало, что снижение уровня разветвленных гликанов омолаживает функцию Т-клеток человека и мыши и снижает тяжесть инфекции Salmonella у самок мышей старшего возраста", - сказал Деметриу. "Это указывает на несколько потенциальных новых терапевтических мишеней для восстановления старых Т-клеток, таких как изменение разветвленных гликанов или возрастного повышения уровня N-ацетилглюкозамина в сыворотке крови и сигнала интерлейкина - 7".    Ассоциированная со старением иммунная дисфункция, называемая иммуносенситивностью, способствует повышению заболеваемости и смертности от инфекционных и неопластических заболеваний среди взрослых в возрасте 65 лет и старше. Например, только в США около 89 % ежегодных смертей от гриппа приходится на людей в возрасте не менее 65 лет, несмотря на то, что эта возрастная группа составляет всего 15 % населения страны. Совсем недавно уязвимость пожилых людей к вирусным инфекциям была трагически подчеркнута появлением SARS-CoV-2. Повышенная заболеваемость и смертность среди пожилых людей также наблюдается при распространенных бактериальных инфекциях, например, вызванных энтеральным патогеном Salmonella. Кроме того, эффективность иммунизации снижается с возрастом, что еще больше увеличивает риск заражения у пожилых людей. Быстрое старение населения в развитых странах усугубляет эту проблему и повышает потребность в мероприятиях, которые эффективно направлены на борьбу с иммуносенситивностью.    В предыдущих исследованиях изучались изменения транскриптома в высокоочищенных субпопуляциях состарившихся Т-клеток. В данном исследовании ученые проанализировали популяции Т-клеток в зависимости от возраста и пола. Полученные результаты свидетельствуют о половых различиях, что означает, что для эффективных мер по устранению иммунной дисфункции у пожилых людей могут потребоваться стратегии, учитывающие половую специфику.