Симбиоз бактерий и грибов. Новые вызовы для сельского хозяйства
Эксперименты сибирских ученых показали, что штаммы кишечной палочки E. coli способны внедряться в состав микроскопического гриба Candida famata, скрываясь таким образом от воздействия антибиотика колистина. Это открытие может представлять новый способ защиты бактерий от антибиотиков. Результаты исследования опубликованы в журнале «Птицеводство».
В 2017 году на птицефабриках Омской, Кемеровской, Ивановской областей и Алтайского края произошло несколько вспышек заболеваний цыплят с повышенной смертностью (2-10%) в первые десять дней жизни. Обычные антибиотики оказались неэффективными. При вскрытии и микроскопических исследованиях в кишечниках птиц ученые обнаружили дрожжеподобные клетки грибов рода Candida в окружении бактерий. Анализ ДНК грибов из птицефабрики в Омской области выявил присутствие геномной ДНК бактерий Staphylococcus warneri и Achromobacter insuavis/xylosoxidans, что указало на потенциально серьезную проблему симбиоза грибов и бактерий в сельском хозяйстве.
«Впервые этот симбиоз мы обнаружили случайно. Однажды, выполняя рутинную диагностику болезней свиней и кур, одна из моих коллег перепутала праймеры и вместо грибов мы просеквенировали бактерии»
— Василий Афонюшкин, заведующий сектором молекулярной биологии Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН.
Ученые провели эксперимент, смешав штаммы E. coli с грибами и применив убойную дозу антибиотика. Несмотря на это, бактерии выжили. Далее исследователи пытались понять, где в грибах локализуется кишечная палочка и все ли грибы способны интегрировать бактерии. Выяснилось, что не все грибы одинаково защищены от бактерий, а некоторые бактерии обладают инвазивностью, позволяющей им проникать в клетки грибов.
«Выяснилось, что есть грибы, которые хуже защищены от паразитирования в них бактерий. Есть бактерии, обладающие инвазивностью по отношению к клеткам не только человека, но и грибов. И да, это имеет определенные клинические последствия»
— Василий Афонюшкин.
По словам исследователей, грибы Candida являются частью нормальной микрофлоры кур, но могут вызывать заболевания при стрессе или неправильном применении дезинфицирующих средств, особенно на фоне подавления иммунитета. Антибиотики, подавляющие кишечную микрофлору, создают условия для заселения ниши грибами, где бактерии могут прятаться и выживать даже при чувствительности к антибиотикам.
«Таким образом, мы приходим к довольно интересной ситуации: антибиотики подавляют кишечную микрофлору, бактерий там становится меньше и эту нишу занимают грибы. В итоге те бактерии, с которыми мы боролись, могут в этих грибах прятаться»
— Василий Афонюшкин.
Новая информация о взаимодействиях грибов и бактерий и их резистентности к антибиотикам имеет важное значение для медицинской и ветеринарной практики. Сибирские ученые продолжают исследовать эти процессы, чтобы предложить новые решения в борьбе с патогенами.
