Ранее считалось, что только мутации в ДНК грибов могут привести к устойчивости к противогрибковым препаратам. Современные методы диагностики основаны на секвенировании всей ДНК грибов для обнаружения таких мутаций.
Ученые из Эдинбургского университета обнаружили, что у грибов может развиться лекарственная устойчивость без изменения их ДНК – их генетического кода.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что устойчивость может возникать у грибов без генетических изменений.
Вместо этого грибы демонстрируют эпигенетические изменения – изменения, которые не влияют на их ДНК, – предполагая, что многие причины и случаи устойчивости к противогрибковым препаратам ранее могли быть упущены.
Ежегодно грибковые заболевания поражают миллиарды людей во всем мире, вызывая, по оценкам, 1.6 миллионов смертей.
Инфекции, устойчивые к лечению, представляют собой растущую проблему, особенно у пациентов с ослабленной иммунной системой, таких как ВИЧ-инфицированные. Существует несколько эффективных противогрибковых препаратов.
Чрезмерное использование сельскохозяйственных фунгицидов также ведет к повышению устойчивости почвенных грибов. Грибковые заболевания приводят к гибели до трети мировых продовольственных культур ежегодно.
Группа ученых из Центра клеточной биологии Wellcome Эдинбургского университета изучила появление устойчивости у дрожжей Schizosaccharomyces pombe, обработав их кофеином, чтобы имитировать активность противогрибковых препаратов.
Команда обнаружила, что у устойчивых дрожжей были изменения в специальных химических метках, которые влияют на организацию их ДНК. Некоторые гены были упакованы в структуры, известные как гетерохроматин, который заглушает или инактивирует лежащие в основе гены, вызывая устойчивость в результате этого эпигенетического изменения.
Это открытие может проложить путь к новым методам лечения резистентных инфекций путем модификации существующих эпигенетических препаратов или разработки новых лекарств, которые влияют на грибковый гетерохроматин.
Улучшенные фунгициды для обработки пищевых культур могут ограничить сельскохозяйственные потери, а также уменьшить количество устойчивых грибковых штаммов в окружающей среде, которые продолжают подпитывать рост инфекций у людей.
Профессор Робин Оллшир, руководивший исследованием в Центре клеточной биологии Wellcome Института клеточной биологии Школы биологических наук, сказал: «Наша команда воодушевлена возможными последствиями, которые эти результаты могут иметь для понимания того, как растения, животные и человек грибковые патогены развивают устойчивость к очень ограниченному количеству доступных и эффективных противогрибковых препаратов."
Сито Торрес-Гарсия, аспирант и первый автор статьи, финансируемый Дарвинским фондом Эдинбурга, сказал: «Наше исследование впервые показывает, что грибковые клетки могут развивать лекарственную устойчивость, изменяя способ упаковки их ДНК, а не последовательность их ДНК."
Исследование финансировалось Wellcome и Darwin Trust из Эдинбурга.