Обнаружен новый вид амеб — переносчиков бактерий, вызывающих пневмонию

На фото: баламутия под микроскопом

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 № 19-74-20136 и № 20-14-00195.