Новаторские исследования показали, что введение более «дружелюбных», менее эффективных штаммов в популяцию болезнетворных микробов может привести к увеличению серьезности заболевания.Неожиданные открытия, сделанные группой ученых из Университета Эксетера, привели к призыву к срочному исследованию последствий использования «огня для борьбы с огнем» для борьбы с болезнями. Исследование показывает, что практика введения пацифистских микробов в организм хозяина — это не «серебряная пуля» для ослабления болезни, а может сделать агрессивный патоген сильнее, что может затруднить ведение болезни.
До сих пор было показано, что введение более дружелюбных кузенов, не вызывающих серьезных заболеваний, в популяцию патогенов снижает серьезность болезни и повреждение инфицированного хозяина. Было высказано предположение, что этот подход может быть эффективным способом лечения рака, и до сих пор исследования оказались эффективными и многообещающими.
Например, ученые уже добились обнадеживающих результатов в борьбе с инфекциями Clostridium difficile, которые так распространены в наших больницах.Но ученые из Университета Эксетера протестировали эту стратегию с использованием патогена растения и обнаружили, что терапия может привести к серьезным ошибкам с разрушительными последствиями для растения-хозяина.Группа, возглавляемая профессорами Иваной Гудель, математическим биологом, и Ником Талботом, специалистом по болезням растений, исследовала разрушительную болезнь рисового культивирования. Они внедрили смешанную популяцию грибка, вызывающего это заболевание, в рис, где смесь включала агрессивный штамм и мутант-пацифист.
Они ожидали, что общая тяжесть заболевания снизится из-за присутствия пацифистского штамма. Однако они обнаружили обратное. Растения риса заболели гораздо более тяжелой болезнью.
Исследование Университета Эксетера, опубликованное в eLife, показывает, что терапия в некоторых случаях может иметь противоположный эффект и что поведение патогена может быть непредсказуемым, что приведет к более тяжелому заболеванию.
Исследование подчеркивает необходимость тщательного тестирования этих новых стратегий, прежде чем они будут использоваться в терапевтических целях.Ученые использовали теорию сотрудничества и математическое моделирование, чтобы определить причину своего удивительного результата. Они обнаружили, что в некоторых случаях пацифисты «помогали» агрессивным микробам более эффективно использовать ресурсы, полученные от хозяина.
Профессор Ивана Гудель, руководившая исследованием, сказала: «Наше исследование показывает, что многообещающая стратегия управления заболеванием не всегда может быть эффективной и действительно может иметь разрушительные непредвиденные последствия. Важно отметить, что наша работа также обеспечивает основу для анализа того, когда и почему , это может случиться.
Мы обнаружили, что механизмы, лежащие в основе наших неожиданных результатов при лечении заражения рисовым грибком, применимы для многих заболеваний, связанных с бактериальными и грибковыми патогенами "Разработка новых способов лечения инфекционных заболеваний стала более актуальной с развитием устойчивости к антибиотикам.Одна из изучаемых стратегий лечения инфекций, устойчивых к действующим лекарствам, включает нейтрализацию возбудителя болезни. Эта стратегия включает извлечение агента из организма пациента, чтобы ученые могли удалить компоненты ДНК микроба, чтобы нейтрализовать болезнь.Этот новый безвредный агент затем выращивается в лаборатории и повторно вводится в очаг болезни с ожиданием, что он превзойдет своего более опасного собрата, украдя ресурсы, необходимые болезни для распространения.
Такое исследование доказало свою эффективность в нескольких лабораторных испытаниях.Ученые из Университета Эксетера протестировали этот метод при заражении рисовым грибком, но обнаружили более серьезные симптомы заболевания.
Профессор Ник Талбот, профессор молекулярной генетики и эксперт по болезням растений, сказал: «Стратегия внедрения менее агрессивных микробов для борьбы с более агрессивными может оказаться эффективной для борьбы с некоторыми болезнями сельскохозяйственных культур, но наше исследование показывает, что они не являются серебряной пулей и следует проявлять осторожность. Нам необходимо понять, как микробы взаимодействуют друг с другом в естественных условиях, прежде чем мы сможем таким образом изменить их способность вызывать болезни.
Наше исследование также показывает, почему математикам и биологам нужно чаще работать вместе, потому что мы бы вообще не поняли это явление без проведенного математического анализа ».Ричард Линдси, аспирант, работавший в исследовательской группе, добавил: «Наши результаты имеют решающее значение для понимания эволюции микробных инфекций, но также имеют более широкое значение для лечения рака и терапевтического контроля заболеваний у людей, животных и других людей. растения ".