Биологический компромисс: байкальский омуль задобрил внутреннего врага
Худой мир вместо доброй ссоры. Байкальский омуль оказался способен перестроить иммунитет ради жизни с личинками паразитического червя.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Российские ученые из Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (Улан-Удэ) и Лимнологического института СО РАН (Иркутск) выяснили, что байкальский омуль способен перестраивать свою иммунную систему, чтобы сосуществовать с паразитическим червем, а не уничтожать его любой ценой. Исследование показало на молекулярном ровне, что в ходе длительной совместной эволюции между хозяином и паразитом сформировался своеобразный баланс, позволяющий выживать обоим организмам. Исследование опубликовано в журнале Molecular Ecology.
Исследователи изучали взаимодействие омуля (Coregonus migratorius), одного из символов озера Байкал, и паразитического чаечного лентеца (Dibothriocephalus dendriticus), разновидности лентеца широкого. Он проходит часть жизненного цикла в организме рыбы и может вызывать заражение человека и животных при употреблении сырой рыбы в пищу. Длина взрослых особей лентецов достигает 10-12 метров, в стробиле (теле) червя может быть до 4000 члеников-проглоттид. В тонком кишечнике человека гельминт живет до 25 лет, вызывая хроническую диарею, потерю веса, аллергические реакции, интоксикацию, дефицит фолиевой кислоты и витамина B12 с развитием анемии. Наличие нескольких крупных паразитов может спровоцировать непроходимость кишечника.
Как рыбы «договариваются» с червем
Анализ активности генов иммунной системы омулей, зараженных личинками червя, показал, что реакция организма хозяина существенно отличается от классического воспалительного ответа, характерного для борьбы с глистной инвазией.
Вместо максимальной активации защитных механизмов иммунитет омуля частично подавляет воспалительные процессы и одновременно усиливает работу генов, связанных с восстановлением тканей и контролем иммунного ответа. Такая перестройка снижает повреждение собственных органов рыбы, одновременно позволяя паразиту существовать в организме без тяжелых последствий для хозяина. Авторы отмечают, что подобная стратегия формировалась в течение длительной эволюции и является примером тонкой адаптации двух видов друг к другу.
Говоря простыми словами, червь в личиночной стадии не заинтересован в гибели хозяина непосредственно от инвазии. Червю надо, чтобы рыбу съело теплокровное животное, в кишечнике которого паразит примет свою окончательную ленточную форму. Омуль же надеется попасть на обед как можно позже или не попасть совсем. В последнем случае гельминту пройти всю «карьерную лестницу» не суждено.
Иммунитет оказался гораздо гибче, чем считалось
Полученные результаты помогают понять, каким образом длительное сосуществование хозяина и паразита может менять работу иммунной системы. Подобные механизмы представляют интерес не только для паразитологии, но и для медицины и физиологии в целом, поскольку позволяют лучше разобраться в способах естественного контроля воспаления и иммунной регуляции.
Наше исследование показало, что организм рыбы перестраивается, чтобы достичь компромисса: не уничтожить червя любой ценой, а найти оптимальный режим управления инфекцией. Это позволяет хозяину сосуществовать с паразитом, не убивая, но контролируя его. В таком режиме иммунная система жертвует мощными, но энергозатратными механизмами, например, выработкой антител и избыточным воспалением, что еще и позволяет избежать повреждения собственных органов. В дальнейшем мы планируем использовать полученные знания о работе иммунной системы рыб на геномном уровне в целях мониторинга состояния экосистемы озера Байкал.Иван Кутырев ведущий научный сотрудник лаборатории паразитологии и экологии гидробионтов ИОЭБ СО РАН, профессор кафедры зоологии Института естественных наук БГУ, д. б. н.
Способность паразитов «договариваться» с иммунной системой хозяина известна и по другим исследованиям. Например, некоторые гельминты выделяют молекулы, которые ослабляют воспаление, благодаря чему могут годами жить в организме, не вызывая тяжелых заболеваний. Именно поэтому ученые во всем мире изучают такие вещества как потенциальную основу для создания новых противовоспалительных препаратов.
Кроме того, ранее исследователи уже показали, что некоторые паразиты способны воздействовать не только на иммунитет, но даже на нервную систему своих хозяев, изменяя их физиологию и поведение.
Кстати, первые грибки-паразиты, зомбировавшие насекомых, обнаружены в окаменелостях возрастом 133 миллиона лет. Подробности — здесь.
российские ученыеприродаБиологияЖивотныеПоделиться
