Svet je ispunjen sićušnim stvorenjima koja nas smatraju ukusnim. Bakterije i virusi su očigledni loši momci, pokretači smrtonosnih globalnih pandemija i dosadnih infekcija. Ali patogeni sa kojima nismo morali toliko da računamo – još uvek – su gljive.
Patogene gljive (Candida, Aspergillus, Criptococcus i druge) su ozloglašene ubice ljudi sa oslabljenim imunitetom. Ali uglavnom, zdravi ljudi nisu morali da brinu o njima, a ogromna većina potencijalno patogenih gljivica na planeti ne radi dobro u vrelini naših tela.
Ali sve se to može promeniti.
Nova studija Medicinskog fakulteta Univerziteta Duke otkriva da povišene temperature uzrokuju da patogena gljivica poznata kao Criptococcus deneoformans pretvori svoje adaptivne odgovore u preopterećenje. Ovo povećava broj genetskih promena, od kojih bi neke mogle dovesti do veće otpornosti na toplotu, a druge možda do većeg potencijala za izazivanje bolesti.
Konkretno, veća toplota čini da više elemenata gljivice, ili gena za skakanje, ustaje i kreće se unutar gljivične DNK, što dovodi do promena u načinu na koji se njeni geni koriste i regulišu. Nalazi su se pojavili 20. januara u Proceedings of the National Academi of Sciences.
„Ovi mobilni elementi će verovatno doprineti adaptaciji u okruženju i tokom infekcije“, rekla je postdoktorska istraživačica Asiia Gusa Ph.D. molekularne genetike i mikrobiologije na Medicinskom fakultetu Duke. „Ovo bi se moglo dogoditi još brže jer toplotni stres ubrzava broj mutacija koje se javljaju.“
Ovo bi moglo zazvoniti za gledaoce nove HBO serije „Poslednji od nas“, gde je distopijski pakao nastao gljivicom prilagođenom toploti koja preuzima ljude i pretvara ih u zombije. „Upravo o tome govorim — bez dela o zombiju“, rekao je Gusa koji je upravo pogledao prvu epizodu i koji će se kasnije ove godine pridružiti fakultetu Duke kao docent.
„Ovo nisu zarazne bolesti u zaraznom smislu; mi ne prenosimo gljivice jedni na druge“, rekao je Gusa. „Ali spore su u vazduhu. Stalno udišemo spore gljiva i naš imuni sistem je opremljen da se bori protiv njih.“
Spore gljivica su generalno veće od virusa, tako da bi vaša postojeća zaliha maski za lice protiv COVID-a verovatno bila dovoljna da ih zaustavi. To, i toplota vašeg tela, za sada.
„Gljivične bolesti su u porastu, uglavnom zbog povećanja broja ljudi koji imaju oslabljen imuni sistem ili osnovna zdravstvena stanja“, rekao je Gusa. Ali u isto vreme, patogene gljive se mogu prilagođavati i toplijim temperaturama.
Radeći u laboratoriji profesorke Sue Jinks-Robertson, Gusa je vodio istraživanje koje se fokusiralo na tri prenosiva elementa koji su bili posebno aktivni pod toplotnim stresom kod C. deneoformans. Ali lako postoji još 25 ili više prenosivih elemenata u toj vrsti koji bi mogli da se mobilišu, rekla je ona.
Tim je koristio sekvenciranje DNK „dugo čitano“ da vidi promene koje bi inače mogle biti propuštene, rekao je Gusa. Računarska analiza im je omogućila da mapiraju transpozone i zatim vide kako su se kretali. „Sada smo poboljšali alate da vidimo ove pokrete koji su se ranije skrivali u našim slepim uglovima.“
Toplotni stres je ubrzao mutacije. Nakon 800 generacija rasta u laboratorijskom medijumu, stopa mutacija transpozona bila je pet puta veća kod gljiva uzgojenih na telesnoj temperaturi (37 Celzijusa) u poređenju sa gljivama uzgojenim na 30 C.
Jedan od prenosivih elemenata, nazvan T1, imao je tendenciju da se ubaci između kodirajućih gena, što bi moglo dovesti do promena u načinu na koji se geni kontrolišu. Element koji se zove Tcn12 često je sleteo u sekvencu gena, potencijalno ometajući funkciju tog gena i verovatno dovodeći do rezistencije na lekove. A treća vrsta, Cnl1, je imala tendenciju da sleti blizu ili u sekvencama telomera na krajevima hromozoma, efekat za koji je Gusa rekao da nije u potpunosti shvaćen.
Takođe se činilo da se mobilizacija prenosivih elemenata više povećava kod gljiva koje žive kod miševa nego u laboratorijskoj kulturi. „Videli smo dokaze da su se sva tri prenosiva elementa mobilisala u genomu gljivice u roku od samo deset dana od zaraze miša“, rekao je Gusa. Istraživači sumnjaju da dodatni izazovi preživljavanja kod životinje sa imunološkim odgovorima i drugim stresorima mogu dovesti do toga da transpozoni budu još aktivniji.
„Ovo je fascinantna studija, koja pokazuje kako povećanje globalne temperature može uticati na evoluciju gljivica u nepredvidivim pravcima“, rekao je Arturo Casadevall MD, Ph.D., katedra za molekularnu mikrobiologiju i imunologiju na Univerzitetu Johns Hopkins. „Kako se svet zagreva, transpozoni u zemljišnim gljivama kao što je Criptococcus neoformans mogu postati pokretljiviji i povećati genomske promene na načine koji mogu povećati virulenciju i otpornost na lekove. Još jedna stvar o kojoj treba brinuti sa globalnim zagrevanjem!“
Gusin rad je potpomognut saradnjom sa laboratorijama Duke koje takođe proučavaju gljive, laboratorijom Joseph Heitman u medicinskoj školi i laboratorijom Paul Magvene u Triniti Arts & Sciences.
Sledeća faza ovog istraživanja biće posmatranje patogena ljudi kod pacijenata koji su imali povratnu gljivičnu infekciju. „Znamo da ove infekcije mogu da opstanu, a zatim se vrate sa potencijalnim genetskim promenama.“
Vreme je da se ozbiljno pozabavimo patogenim gljivama, rekao je Gusa. „Ove vrste promena stimulisanih stresom mogu doprineti evoluciji patogenih osobina gljiva kako u okruženju tako i tokom infekcije. One se mogu razvijati brže nego što smo očekivali.“
