Проверено Эмили Хендерсон, бакалавр наук 9 сентября 2020 г.

Лечение грибковых инфекций у растений и людей может быть изменено за счет прорыва в понимании того, как грибы вырабатывают устойчивость к лекарствам.

Ранее считалось, что только мутации в ДНК грибов могут привести к устойчивости к противогрибковым препаратам. Современные диагностические методы 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 Nature обнаруживает, что резистентность 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 около 1,6 миллиона 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, которые заглушают или инактивируют базовые 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 препаратов, которые влияют на грибковый гетерохроматин.

Улучшенные фунгициды для обработки пищевых культур могут ограничить сельскохозяйственные потери, а также уменьшить количество устойчивых штаммов грибов в окружающей среде, которые продолжают подпитывать рост инфекций среди людей.

Наша команда воодушевлена ​​возможными последствиями, которые эти открытия могут иметь для понимания того, как грибковые патогены растений, животных и человека развивают устойчивость к очень ограниченному количеству доступных и эффективных противогрибковых препаратов ».

Профессор Робин Оллшир, руководивший исследованием в Центре клеточной биологии Wellcome, Институт клеточной биологии, Школа биологических наук

Сито Торрес-Гарсиа, аспирант Эдинбургского фонда Дарвина и первый автор статьи, сказал: «Наше исследование впервые показывает, что грибковые клетки могут развивать лекарственную устойчивость, изменяя способ упаковки их ДНК, а не изменяя их последовательность ДНК ".