Гриб Cordyceps, экзотический гриб, растет путем заражения насекомых своими спорами. Споры используют тела животных как шведский стол, где можно есть все, что угодно, питаясь их плотью. Эти паразитические отношения заканчиваются только тогда, когда споры полностью вырастают и созревают, прорастают и безжалостно убивают своих хозяев. Несмотря на нестандартный, но популярный метод выживания - Cordyceps является источником вдохновения для некоторых апокалиптических фильмов и видеоигр - гриб обладает некоторыми востребованными лекарственными свойствами. В течение многих лет ученые пытались воспроизвести этот процесс в лаборатории, поскольку гриб трудно найти в природе. Использование коричневого риса, обычного экспериментального заменителя жуков, часто оказывалось неудачным.
Оказывается, лучший способ вырастить неуловимый гриб Cordyceps - на спинах жирных насекомых, говорится в новом исследовании, опубликованном в среду в журнале Frontiers in Microbiology. Выращивание этого редкого вида гриба может повысить доступность биологически активного соединения под названием кордицепин, которое может похвастаться потенциальными противовирусными и противоопухолевыми свойствами.
"Кордицепин обладает разнообразными биологическими эффектами, такими как противораковое и противовоспалительное действие - несколько аспектов, которые необходимо учитывать при лечении заболеваний", - объясняет Ми Кён Ли, профессор фармакологии в Национальном университете Чунгбук в Южной Корее и старший автор исследования. "Кроме того, грибы Cordyceps могут широко использоваться для профилактики заболеваний путем укрепления иммунитета".
Интерес Ли к грибам возник после поиска биоактивных ингредиентов из натуральных продуктов. Однако в природе грибы Cordyceps встречаются редко, а при выращивании на коричневом рисе гриб производит мало кордицепина, возможно, потому, что в зерне низкое содержание белка. Во внешнем мире грибы Cordyceps предпочитают перекусывать насекомыми, и авторы исследования предположили, что они могут предпочитать насекомых с высоким содержанием белка. "В частности, в Корее насекомые недавно были одобрены в качестве заменителя белка", - говорит Ли.
В новом исследовании Ли и его команда попытались воспроизвести то, как грибы Cordyceps растут в дикой природе, с целью максимизировать уровень кордицепина. Но сначала им нужно было узнать, имеет ли значение вид насекомого, которым он питается.
Команда собрала целый ряд насекомых - сверчков, куколок шелкопряда, кузнечиков, японских жуков-носорогов, мучных червей и личинок белопятнистого цветочного бражника - и подвергла их воздействию спор гриба Cordyceps. Грибы росли в течение двух месяцев, причем самые крупные из них выходили из тел куколок шелкопряда и мучных червей. Грибы, выросшие из личинок чафера и кузнечиков, были самыми маленькими.
Размер гриба, однако, не имеет значения для уровня содержания кордицепина. Грибы Cordyceps, проросшие из японских жуков-носорогов, были наиболее богаты соединением кордицепина: в них было почти в 100 раз больше кордицепина, чем в грибах, выросших из коричневого риса. А по сравнению с гигантскими грибами из куколок шелкопряда, Cordyceps, выращенный из японских жуков-носорогов, содержал в 34 раза больше кордицепина.
Ученые установили, что разница была не в количестве белка, а в содержании жира в беспозвоночных. Насекомые с высоким содержанием жирной кислоты, называемой олеиновой, производили больше кордицепина. (Например, японский жук-носорог содержал 10,8 процента олеиновой кислоты, в то время как у шелкопрядов ее было всего 0,4 процента).
Более того, гены, участвующие в производстве кордицепина, cns1 и cns2, были обнаружены на более высоком уровне у жука, чем у других насекомых. Добавление олеиновой кислоты к насекомому с низкими показателями повысило уровень кордицепина на 50 процентов.
"Выращивание лекарственных грибов на культивируемых насекомых - более устойчивая практика, чем сбор этих видов в дикой природе", - отмечает Николас П. Мони, миколог из Университета Майами в Огайо, который не был связан с исследованием. Однако он предупреждает, что "клинические преимущества метаболита, изученного в данном исследовании" - имеется в виду кордицепин - "остаются скорее вопросом веры, чем науки". Проводимые исследования показывают, что кордицепин может быть способен противостоять таким вирусам, как грипп и SARS-CoV-2, действуя как ингибитор вирусной репликации, а также смягчать любые тяжелые симптомы, снижая уровень воспаления. Однако доклинические и клинические исследования не подтверждают эти утверждения.
Однако с улучшением поставок Cordyceps, на что направлена новая работа, исследователям будет легче изучать его терапевтический потенциал. Ли говорит, что его цель - найти оптимальную среду обитания для производства грибов самого высокого качества. В своей следующей работе он будет тестировать различные виды растений в качестве еще одной возможной питательной среды для выращивания грибов.