Исследование, почему дубы умирают, помогает ученым понять, как работают инфекционные заболевания

Прочитано: 78 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Исследование, почему дубы умирают, помогает ученым понять, как работают инфекционные заболевания.

Британские дубы находятся под угрозой из-за болезни, известной как Острое снижение дуба . В основном затрагивая зрелые деревья, он может убить их в течение четырех-пяти лет после появления симптомов. Однако, в то время как такие исследователи, как я, изучали причины этого и пытались найти способ предотвратить это, нашей работе частично мешал тот факт, что мы должны следовать ряду научных правил, известных как постулаты Коха.

На протяжении более 100 лет ученые определяли, какой именно организм вызывает заболевание в соответствии с этими постулатами. Тем не менее, более поздние исследования болезней растений и животных показали, что они слишком строгие, и что мы должны начать рассмотрение вопроса о том, как несколько бактерий взаимодействуют, вызывая заболевание в так называемом «патобиоме».

Патобиом по существу представляет собой сообщество взаимодействующих бактерий, которые вместе вызывают заболевания у животных и растений. Острое снижение дуба, например, происходит от нескольких бактерий, которые вместе разлагают сосудистые ткани деревьев, предотвращая транспортировку воды и питательных веществ к ветвям и листьям. Мы недавно выявили две бактерий , как возбудители острого Оук Заката — Brenneria goodwinii и Gibbsiella quercinecans — в то время как другие, в том числе Lonsdalea Брокгауза и видов Rahnella, было обнаружено, хотя их роль в настоящее время неясно.

В одиночку бактерии, которые образуют патобиом , безвредны или менее серьезны. Но когда наряду с другими организмами повышается вероятность, заболеваемость и тяжесть заболевания . Это приводит к появлению «эмерджентного свойства», означающего, что свойство, вызывающее заболевание, больше, чем сумма объединенных организмов.


Проблема постулатов

До начала работы немецкого биолога 19-го века Роберта Коха причины заболевания были неизвестны. В 1890 году Кох , опираясь на работу ученых Луи Пастера и Джона Сноу , определил его постулаты как стандартизированные руководящие принципы для доказательства причинности болезней . Это:

Паразит встречается в каждом случае рассматриваемого заболевания и при обстоятельствах, которые могут объяснить патологические изменения и клиническое течение заболевания.

Паразит не встречается ни при каких других заболеваниях как случайный и непатогенный паразит.

Будучи полностью изолированным от тела и неоднократно выращенным в чистой культуре, паразит может снова вызвать заболевание.

Позднее постулаты были адаптированы для включения вирусов и появления бессимптомных носителей — людей, которые инфицированы, но не имеют симптомов, таких как брюшной тиф Мэри .

В 1980-х годах постулаты были снова расширены , чтобы признать открытие, что один ген может быть ответственным за болезнь. С тех пор патологи воспользовались этим открытием, чтобы обнаружить, что удаление гена из ДНК бактериальной клетки приводит к потере ее болезнетворных способностей .

Бактериальные сообщества

Однако, как уже упоминалось выше, бактериальные заболевания как у животных, так и у растений все чаще признаются вызываемыми сообществом бактерий, а не одним организмом. В Бангладеш в 2014 году было исследовано, почему некоторые люди опасно заболевают холерой (вызываемой бактерией Vibrio cholerae), в то время как у других симптомы значительно уменьшаются. Было обнаружено, что бактериальный вид Ruminococcus obeum очень распространен у тех, кто выздоровел от этой болезни, — потому что он был в состоянии победить V. cholerae, используя систему связи, известную как кворумное зондирование .

Масса V. cholerae в кишечнике человека выделяется небольшими диффундирующими молекулами, которые «общаются» с другими бактериями и привлекают их к месту скопления в больших концентрациях. Но R. obeum нарушает передачу сигналов V. cholerae, выпуская свой собственный сигнал, который препятствует достижению V. cholerae достаточных количеств для высвобождения токсинов и возникновения заболевания. Это означает, что бактериальное сообщество кишечника человека может определять, становится ли человек жертвой холеры или остается здоровым.

Как и люди, растения содержат множество видов бактерий. Они формируют сложные взаимоотношения между хозяином и бактериями, которые могут быть полезными , пассивными или вредными для здоровья растений. Растения могут непосредственно формировать свои обитающие бактерии в пользу видов, способствующих росту, выпуская гормоны в почву, которые способствуют колонизации. Но нездоровые растения менее способны к этому — что приводит к изменению сообщества микробов-резидентов, которые могут способствовать заболеванию.

Например, оппортунистический патоген человека и растений Pseudomonas aeruginosa PA14 колонизируется и сохраняется в окружающей среде хозяина, которая ранее была бы защищена иммунной системой или исключена из окружающей среды резидентными бактериями. Это затрудняет доказательство причинности заболевания в соответствии с постулатами, поскольку пассивная бактерия может вызывать заболевание только у уже скомпрометированного хозяина.

Взятые вместе, становится ясно, почему мы должны начать рассматривать патобиом как центральный фактор болезни . Каждая бактерия может вызывать различные уровни заболевания в зависимости от того, присутствуют ли другие бактерии, и уровень заболевания может быть измерен по шкале . Возможно, ученым нужен новый набор постулатов, учитывающих накопленные знания, полученные в результате более чем 100-летнего научного исследования со времени первоначальной работы Коха.

Исследование, почему дубы умирают, помогает ученым понять, как работают инфекционные заболевания

 



Новости партнеров

Загрузка...