Листерии (лат. Listeria) — род грамположительных палочковидных бактерий. Некоторые виды являются возбудителями заболеваний животных и человека. Род назван в честь основателя хирургической антисептики Джозефа Листера. В качестве инфекционного агента открыта Мурреем, Веббом и Шванном в 1924 году.
Российские ученые впервые подробно расшифровали и проанализировали геномы двух ослабленных штаммов Listeria monocytogenes — AUF-2 и AUF-3. Эти бактерии уже много лет используют для вакцинации сельскохозяйственных животных против листериоза. Теперь исследователи выяснили, какие именно генетические особенности отличают их от высокопатогенных вариантов возбудителя. Результаты работы опубликованы в научном журнале Scientific Data.
Главная идея выглядит почти парадоксально: ученые изучают бактерию, которая в обычной форме способна вызывать тяжелую инфекцию, чтобы понять, как превратить ее ослабленную версию в более совершенный инструмент защиты.
Сравнение геномов показало, что у вакцинных штаммов отсутствует ряд генов, связанных с вирулентностью — способностью вызывать заболевание. В частности, бактерии лишились части генетического «арсенала», помогающего переживать агрессивную среду желудочно-кишечного тракта, противостоять неблагоприятным условиям и взаимодействовать с клетками хозяина. Исследователи также обнаружили отсутствие генов, связанных с образованием токсинов и устойчивостью к антибиотикам.
Листерии на чашке Петри. Автор: Валентина Федорова / Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. ВавиловаПри этом ослабленные штаммы сохранили важные элементы, благодаря которым иммунная система может распознать возбудителя и подготовиться к встрече с ним. Иными словами, бактерия становится чем-то вроде безобидного спарринг-партнера: выглядит достаточно знакомо для иммунитета, но уже не обладает прежней разрушительной мощью.
Бактерия, которой холодильник не указ
Листериоз опасен не только из-за самого возбудителя, но и из-за его необычной живучести. L. monocytogenes способна сохраняться и размножаться при низких температурах, в том числе в холодильнике. Поэтому потенциально опасными могут становиться продукты с длительным сроком хранения, если бактерия попала в них на этапе производства или обработки. ВОЗ ассоциирует с листериозом готовые мясные изделия, некоторые молочные продукты и продукты, которые едят без дополнительной термической обработки.
Инфекция особенно опасна для беременных женщин, новорожденных, пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом. При тяжелом течении она может приводить к сепсису и поражению нервной системы. В животноводстве листериоз также наносит прямой ущерб хозяйствам, а зараженное поголовье становится фактором риска для пищевой индустрии.
Листерии под микроскопом. Автор: Валентина Федорова / Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. ВавиловаИменно поэтому расшифровка геномов вакцинных штаммов важна не только для фундаментальной науки. Понимая, какие участки ДНК отвечают за ослабление бактерии, ученые смогут точнее совершенствовать ветеринарные вакцины — делать их стабильнее, безопаснее и эффективнее.
Исследование также может стать основой для поиска новых подходов к профилактике листериоза у людей из групп риска. Однако речь пока идет о перспективе, а не о готовой «человеческой» вакцине.
Интересная деталь: ранее ученые уже полностью описали геном исходного вакцинного штамма AUF. Его хромосома насчитывает около 2,94 млн пар оснований, а сам штамм содержит более 2800 кодирующих последовательностей. В новой работе исследователи пошли дальше, изучив генетические особенности производных вариантов AUF-2 и AUF-3.
Участники исследовательского коллектива. Источник: Валентина Федорова / Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. ВавиловаТеперь задача ученых — выяснить, какие именно компоненты ослабленных бактерий запускают защитный иммунный ответ. Если этот механизм удастся разобрать до деталей, у ветеринарной медицины появится возможность перейти от многолетней практики использования вакцинных штаммов к более точному конструированию препаратов. А у опасной бактерии, возможно, появится новая роль: не врага, а своеобразного «инструктора» для иммунной системы.
Полученные результаты помогают лучше понять механизмы, из-за которых болезнетворные бактерии становятся «защитниками» и создают основу для дальнейшего совершенствования ветеринарных вакцин против листериоза. Исследование также важно для оценки безопасности существующих живых вакцин и разработки новых подходов к профилактике инфекций у сельскохозяйственных животных. В будущем мы планируем выяснить, какие именно субстанции ослабленных бактерий участвуют в выработке иммунитета у иммунизированных животных и как это происходит. Вполне вероятно, что, в случае удачи, мы сможем использовать наши знания для разработки вакцины нового поколения — эффективной, безопасной и удобной для применения в секторе животноводства. А, может быть, сможем научить иммунитет животных защищаться самостоятельно от этого опасного патогена. Ясно одно — полученные нами результаты важны для улучшения контроля заболеваемости листериозом, что, в конечном счете, важно для продовольственной безопасности нашей страны в целом.Валентина Федорова
О том, как раковые клетки ученые по тому же принципу сделали «инструкторами» иммунной системы, мы рассказали здесь.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
