Розшифровано геном збудника холери з часів Першої світової війни

Холера у Першу Світову війну
Британський експедиційний корпус. Джерело: Imperial War Museums (Wikimedia Commons).

В Інституті Сенгера, що у Великобританії, вчені розшифрували геном холерного вібріона, отриманого від солдата Першої світової війни.

Дослідження виявило, що даний збудник володіє недостатньою патогенністю для спричинення епідемій і дало інформацію про стійкість до антибіотиків у часи, коли їх ще не застосовували.

Холера – це важке діарейне захворювання, збудником якого є грам-негативна бактерія з назвою холерний вібріон. При неправильному лікуванні вона часто стає причиною смерті через зневоднення та порушення водно-іонного балансу. Передається фекально-оральним шляхом, найчастіше джерелом інфекції є неякісна, забруднена вода та власне хвора людина. У зв’язку з легкістю зараження, спалахи холери нерідко перетворюються на епідемії хвороби, а інколи й пандемії, коли інфекція поширюється на значну частину земної кулі. Історія знає сім холерних пандемій, перша з яких почалася в ХІХ столітті. Одна з найдовших серед них, шоста, поширилася на всі континенти, окрім Антарктиди, і відбулася одночасно з Першою світовою війною.

Дослідження сторічної холери

Маючи змогу дослідити збудників, що спричинили одну з найбільших пандемій минулого, британські вчені вхопилися за таку можливість. На їхню думку, таке дослідження може пролити більше світла на розуміння процесу еволюції холерного вібріона та розробку нових методів боротьби з хворобою.

Найстаріший публічно доступний ізолят живого холерного вібріона (Vibrio cholerae), що зберігається в Національній колекції типових культур, налічує аж 102 роки. 1916 року він був отриманий з випорожнень солдата Британського експедиційного корпусу, який одужував від типових симптомів холери в Єгипті в розпал Першої світової війни. Науковці кажуть, що особливо унікальним та історично цінним робить цей зразок те, що в згаданому британському корпусі в той період спостерігалися відносно рідкісні спалахи холери.

Для того, щоб провести детальний аналіз збудника заморожені та висушені бактерії довелося відновлювати у спеціальному бульйоні. Однак розмножити сторічну культуру клітин виявилося непростим завданням: вчені зіткнулися з нетипово низьким ростом колоній. Подивившись на зразки під електронним мікроскопом, науковці виявили, що вібріони залишаються нерухливими, оскільки не розвинули характерні для них джгутики. Причиною цьому стала мутація у ДНК бактерії, що перешкоджає співпраці білків, необхідних для розвитку джгутика. Такий поважний вік, припускають автори, міг призвести до виникнення подібної мутації в процесі зберігання.

Нормальний холерний вібріон із джгутиком (зліва) та мутований холерний вібріон без джгутика (справа). Джерело: Proceedings of the Royal Society B.

Несподівані результати

Важливим результатом дослідження геному в цій роботі стало відкриття у бактерій мутації, що зробила їх менш патогенними. У геномі вібріонів були відсутні ділянки, що кодують утворення холерного токсину – головного чинника симптомів холери, а також деяких острівців патогенності, що притаманні для збудників захворювань. Все ж були виявлені деякі механізми, що можуть викликати діарею, але вчені вважають, що в такому випадку її недоцільно характеризувати як «холерну». Цілком можливо, що діарея в солдата була викликана одночасним інфікуванням іншим, агресивнішим штамом вібріону або навіть іншим видом збудника. Отримані дані вказали вченим на те, що даний штам не має високої патогенності та точно не міг спричинити епідемію.

“Ми розшифрували геном найстарішого архівного”живого”зразка холерного вібріона. Це честь мати можливість вивчати геном цього ізоляту. Вивчення штамів із різних часів може дати глибше розуміння еволюції цього виду бактерій та пов’язати його з історичними повідомленнями про хворобу,”

– говорить професор Нік Томсон з Інституту Сенгера, головний автор статті.

“Попри те, що цей ізолят не є причиною спалахів холери, важливо вивчати штами, які не викликають захворювання так само як і ті, що викликають. Цей ізолят являє собою вагому частину історії холери, хвороби, яка сьогодні залишається такою ж важливою, як і в минулі століття.”

Несподіваною знахідкою в дослідженні стало виявлення у бактерій генів антибіотикорезистентності. Особливо це стосується таких антибіотиків, як ампіцилін та пеніцилін. Однак в часи Першої світової війни антибіотики не використовувалися. Ба більше, про антимікробну активність першого антибіотика – пеніциліну – було повідомлено Александером Флемінгом лише 1929 року. Звідки ж взялася стійкість до них? Вчені припускають, що такий захисний механізм виник як спроба протидіяти природним антибіотикам, що продукуються іншими мікроорганізмами в їхньому спільному середовищі існування.

Це перша наукова робота, у якій би досліджувався такий старий екземпляр збудника однієї з найнебезпечніших хвороб в історії людства. Описане дослідження, кажуть вчені, також підтвердило правдивість деяких історичних доповідей про біологію згаданого штаму холерного вібріона.

Proceedings of the Royal Society B (2019), doi: 10.1098/rspb.2018.2025

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Total
20
Shares
20 Shares:
Перегляньте також
Біполярний розлад
Далі

Біполярний розлад психіки може бути пов’язаний з біологією клітин

Вчені з підрозділу Масcачусетського технологічного інституту опублікували роботу, у якій вказали на можливий зв’язок між мутацією гену, білком…