Ученые нашли новый вид амеб — Balamuthia spinosa. Доказано, что они выступают переносчиком бактерий Legionella pneumophila, которые вызывают у людей опасное инфекционное заболевание — легионеллез (разновидность пневмонии). Исследование проведено сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Института цитологии (ИНЦ) РАН и Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ).
Амебы — одноклеточные организмы размером от 20 до 700 микрометров. Они населяют различные среды обитания — воду, почву, поверхности деревьев, камней и других субстратов. Некоторые виды амеб патогенны (болезнетворны) для человека и животных.
«Род Balamuthia до недавнего времени включал всего один вид амеб, представители которого способны вызывать опасное заболевание — гранулематозный амебный энцефалит — у человека и животных. Новый вид амеб — Balamuthia spinosa — был обнаружен специалистами СПбГУ в донных отложениях из мелководных бухт Зунда, одного из проливов, соединяющих Балтийское и Северное моря. При исследовании генома нового вида специалистами нашего научного коллектива было обнаружено, что он, вероятно, является переносчиком бактерии, вызывающей так называемую «болезнь легионеров» — вид тяжелой пневмонии, которой подвержены в основном люди с ослабленным иммунитетом», — рассказывает ведущий научный сотрудник лаборатории цитологии одноклеточных организмов ИНЦ РАН Елена Насонова.
Речь идет о легионеллезе — остром инфекционном заболевании, которое вызывают бактерии рода Legionella.
Образцы природного материала, содержащие амеб, были получены в экспедиции в Европе. Фауну амеб побережья Зунда исследователи из СПбГУ совместно с зарубежными коллегами изучали с середины 1990-х годов. В образцах, отобранных в 2017 году, были обнаружены амебы, названные Balamuthia spinosa. Их не удалось вырастить в лабораторной культуре, так что исследователям пришлось иметь дело лишь с одиночными клетками. Первым делом их описали и документировали при помощи современных методов световой микроскопии.
Из одиночных клеток была выделена ДНК Balamuthia spinosa для дальнейшего секвенирования (расшифровки последовательностей) генов. Для этого ученые провели полногеномную амплификацию —многократное копирование всей имеющейся в пробе ДНК для увеличения ее количества до уровня, пригодного для дальнейшего анализа. Затем полученный материал был передан в ресурсные центры Научного парка СПбГУ, где с помощью массированного параллельного секвенирования ученые определили последовательность составляющих геном амебы нуклеотидов.
В ходе анализа большого массива данных научный коллектив определил систематическую принадлежность генетического материала и подтвердил, что обнаружен новый вид амеб. Однако, помимо генома амебы, специалисты ИНЦ РАН нашли в исследуемых образцах фрагменты геномов бактерий, среди которых одной из самых обильно представленных оказалась легионелла.
Существует вероятность, что Balamuthia spinosa попыталась «съесть» легионелл, но по какой-то причине не смогла их переварить. Поэтому последние остались существовать внутри амебы в качестве так называемых «эндобионтов» — организмов, обитающих внутри других живых организмов. В подобном виде клетки амеб могут носить в себе живых бактерий много лет и потом высвобождать их в окружающую среду. Этим и опасна для человека подобная форма сосуществования амеб и бактерий.
Эндобионты широко распространены среди амеб, поэтому, изучая геном амеб, исследователи одновременно исследуют метагеном —совокупный геном амебы и всех ее эндобионтов.
«Тот факт, что мы обнаружили фрагмент генома легионеллы в составе генетического материала, полученного от амебы, конечно, не означает, что сегодня эти амебы несут какие-то социально значимые угрозы. Однако существует необходимость изучать Balamuthia spinosa и другие виды амеб, которые могут представлять собой «резервуары» для переноса возбудителей инфекций, чтобы мы могли понимать механизмы и масштабы их возможного распространения», — поясняет Елена Насонова.
Сейчас ученые продолжают расшифровку и обработку полученного генетического материала.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Parasitology Research и поддержаны грантами Российского научного фонда.
