«Последний из нас»: действительно ли грибы способны захватить мир?

В апреле был выпущен второй сезон последовательного драматического сериала «Последний из нас)». Согласно сюжету, мир охватил пандемию гриба Cordyceps, который проникает в мозг и начинает контролировать человека. Это действительно возможно?

О самых опасных грибах

Грибы — это не только съедобные (например, грибы или грибы), которые мы привыкли видеть на столе. Королевство грибов также включает в себя менее приятные представители, такие как плесень, а также микроскопические виды, которые могут вызвать серьезные инфекции у людей. Некоторые из них настолько коварны, что могут представлять смертельную угрозу.

В 2022 году Всемирная организация здравоохранения впервые составила список из 19 грибов, которые считаются опасными для людей. Четверо из них находятся в категории наиболее опасных, потому что они могут вызвать серьезные заболевания. Но самое неприятное, что они также демонстрируют устойчивость к существующим противогрибковым препаратам. Эти грибы включают:

• Cryptococcus neoformans— Может повлиять на легкие, центральную нервную систему и кровь. Этот гриб вызывает серьезные инфекции, особенно у людей со слабым иммунитетом. Уровень смертности в случае таких поражений варьируется от 41 % до 61 %.
• Кандида Аурис— Сердце, кровь, глаза, кости и внутренние органы заражают. Он известен своей устойчивостью многим противогрибковым агентам и способностью вызывать тяжелые генерализованные инфекции с смертностью от 29 % до 53 %.
• Aspergillus fumigatus— Во -первых, это влияет на дыхательную систему, но также может заразить другие органы. Если штамм устойчив к лечению, смертность может достигать 88 %.
• Candida albicans— Обычно это часть нормальной микрофлоры человека и не представляет угрозы. Однако в случаях серьезного снижения иммунной защиты (например, в случае ВИЧ или после химиотерапии) этот гриб может превратиться в агрессивный патоген и привести к системным инфекциям с смертностью до 50 %.

Таким образом, некоторые виды грибов действительно представляют серьезную опасность для здоровья, особенно для людей со слабым иммунитетом.

Возможна ли грибная эпидемия?

Теоретически — да, но пока это маловероятный вариант. Есть несколько причин, по которым грибы редко вызывают массовые инфекции.

• Способы передачиПолем Большинство грибковых инфекций не передаются непосредственно от человека к человеку. Они распространяются по окружающей среде — воздух, почва, вода. Это значительно снижает их эпидемический потенциал по сравнению с вирусами или бактериями, которые легко переходят от пациента к здоровому.
• Иммунная защита человекаПолем У большинства людей с нормальным иммунитетом грибковые патогены не вызывают серьезных заболеваний. Серьезные грибковые инфекции обычно встречаются у тех, чья защита ослаблена — например, у пациентов с ВИЧ, раковыми больными после химиотерапии или у людей с иммунодефицитом.
• Температура телаПолем Человеческое тело слишком тепло для многих грибов. Большинство видов чувствуют себя комфортно при температуре около 30 ° C, в то время как у людей средняя температура составляет около 36,6 ° С. Для многих грибковых патогенов это создает серьезный барьер.

Тем не менее, есть исключения, которые сигнализируют о медицинском сообществе. Один из них — Кандида АурисПолем Этот гриб уже демонстрирует способность быстро распространяться в больницах и домах для пожилых людей. Он принадлежит второму грибку в списке ВОЗ, вызывает тяжелые системные инфекции и обладает высокой устойчивостью к противогрибковым препаратам.

Грибковые эпидемии среди животных

Примеры грибковых эпидемий среди животных уже существуют, и они довольно тревожны даже для людей. Это тот вид, температура тела, благоприятная для развития грибов, и это то, что позволяет патогенам распространять и разрушать популяции.

Один из самых ярких примеров — гриб Batrachochytrium dendrobatidisкоторый поражает более 500 видов амфибий, в основном лягушек. Этот патоген поражает кожу животных, нарушая баланс воды в организме. В результате многие зараженные люди умирают от сердечной недостаточности. По словам команды австралийских ученых, этот гриб вызвал полное исчезновение 90 видов амфибий, а число из 124 видов снизилось почти на 90 %. Это одна из крупнейших потерь биоразнообразия, вызванных грибковым патогеном.

Это угрожает людям?

История амфибий демонстрирует, насколько смертельные грибы могут быть для живых организмов. Наиболее тревожным является то, что эволюция грибов не останавливается. Они продолжают адаптироваться к изменениям в окружающей среде, в частности, к повышению температуры из -за глобального потепления. Ранее многие патогенные грибы не могли выжить при температуре тела человека (около 36,6 ° C), а затем они могут повысить термостойкость. В этом случае человеческое тело станет для них потенциальной целью.

Таким образом, грибковая эпидемия среди животных -это своего рода предупреждение о том, как могут стать опасные грибы, если они научатся преодолевать защитные барьеры теплых существ.

Какие защитные механизмы, кроме температуры, имеют человека

Фактически, способность человеческого организма поддерживать относительно высокую температуру тела является не единственной защитой от грибковых патогенов. Основным грузовиком Трампа в борьбе с грибами является сложная и многоуровневая иммунная система.

У нашего иммунитета есть два основных щита:

• Врожденный иммунитетЭто работает как первая линия защиты. Специализированные клетки, такие как макрофаги и нейтрофилы, быстро реагируют на инвазию грибковых клеток, поглощая и нейтрализацию.
• Иммунитет был приобретенкоторый образует более целенаправленный ответ (на основе предыдущих контактов с патогенами и производит антитела для их нейтрализации).

Кроме того, микробиом играет важную роль в защите — миллиарды бактерий, грибов и даже вирусов, которые живут на коже, кишечнике и слизистых оболочках. Эти микроорганизмы создают своего рода конкуренцию за патогенные микроорганизмы, предотвращая их исправление и умножение. Нарушение этого баланса, такого как антибиотики или стресс, может сделать организм более уязвимым для грибковых инфекций.

Возможные проблемы

Хотя человеческое тело имеет мощные природные механизмы защиты от грибковых инфекций, в современном мире существуют факторы, которые ослабляют эту защиту и создают новые риски.

Чрезмерное использование антибиотиков

Антибактериальные препараты спасают миллионы жизней, но имеют другую сторону. Они разрушают не только вредные бактерии, но и полезные микроорганизмы, которые являются частью нашего микробиома. Когда эти грибные конкуренты исчезают, патогенные виды с большей вероятностью воспроизводят и захватывают новые «территории» в организме. Кроме того, длительное использование антибиотиков может отрицательно повлиять на иммунную систему.

Люди с ослабленным иммунитетом

Это пациенты с ВИЧ-инфекцией, больные раком, которые подвергаются химиотерапии, а также пациенты, которые принимают иммунодепрессанты, которые подавляют активность иммунной системы (например, после трансплантации органов). У этих людей даже условно безвредные грибы могут превратиться в агрессивные патогенные микроорганизмы и вызвать серьезные генерализованные инфекции.

Согласно исследованию, примерно 150 миллионов случаев тяжелых грибковых инфекций регистрируются ежегодно в мире, и от них умирают около 1,7 миллиона человек. В подавляющем большинстве это те пациенты, иммунная система, иммунная система не может справиться с грибами.

Именно люди со слабым иммунитетом становятся своего рода «свалкой» для эволюции грибов. В таких обстоятельствах патогены учатся преодолевать защитные барьеры человеческого тела, адаптироваться к новой среде и даже становятся устойчивыми к противогрибковым препаратам. Другими словами, то, что не убивает гриб, делает его сильнее.

Типичный пример — гриб Кандида АурисВпервые обнаружено в 2009 году в Японии. Он привлек внимание ученых, что он быстро одержал устойчивость ко многим известным противогрибковым агентам и начал массово распространяться в больницах и домах для пожилых людей. Исследователи выдвинули несколько гипотез за его внешний вид:

• Глобальное потеплениечто может заставить гриб адаптироваться к более высоким температурам, приближая его к теплым организмам;
• Широко распространенное использование противогрибковых препаратовкоторый может придать импульс появлению стабильных штаммов.

Следовательно, даже здоровое тело в будущем может стать уязвимым, если грибы продолжают адаптироваться к условиям, которые ранее сдерживали их развитие.

Перспективы противогрибковых вакцин

Создание грибковой инфекционной вакцины было гораздо более сложной задачей, чем развитие прививок из вирусов или бактерий. Причина в природе самих грибов.

Грибные клетки в их структуре очень похожи на клетки человека. Они также являются эукариотами, то есть имеют ядро и сходные клеточные органеллы. Это создает серьезную проблему, потому что в этом случае трудно найти уникальную часть гриба, которая может безопасно нацелиться на иммунную систему, не рискуя атаковать собственные клетки организма. Неправильно выбранная вакцинная мишень может привести к развитию аутоиммунных реакций — когда иммунитет начинает воспринимать свои собственные ткани как иностранные.

Есть еще одна проблема — низкий спрос на такие вакцины. До недавнего времени грибковые инфекции считались относительно редкой проблемой, которая поражает в основном людей с серьезно ослабленным иммунитетом. Вот почему фармацевтические компании не были прибыльными, чтобы инвестировать значительные ресурсы в дорогостоящие исследования и разработки в этой области.

Однако ситуация начинает меняться. С появлением новых опасных грибов, таких как Candida auris, Но на фоне увеличения числа пациентов и иммунодефицита интерес к противогрибковым вакцинах постепенно увеличивается. Исследователи уже работают над созданием таких лекарств.

Могут ли грибы проникать в мозг и контролировать поведение человека

Это основная сюжетная линия в серии «Последний из нас»где грибок Cordiceps заражает мозг людей, изменяя их поведение. Но насколько реалистично такой сценарий в реальном мире?

В природе есть примеры грибов, которые действительно способны влиять на поведение их жертв. Самый известный среди них — Ophiocordyceps unilateralis, Гриб, который паразиты на муравьях. После заражения этот шнурсп буквально «перепрограммирует» нервную систему насекомого. Инфицированный муравей покидает свою колонию, поднимается на высоту около 20-30 сантиметров и фиксируется челюстями для растения. Там она исчезает и умирает, и гриб, используя тело жертвы в качестве питательной среды, прорастает и образует плодоношение с спорами. Затем эти споры падают, заражая других муравьев.

Аналогичный пример наблюдается в Etomophthora muscae, который заражает летает. После инфекции гриб влияет на нервную систему насекомого и заставляет его оставаться неподвижным, пока гриб не завершит развитие. Затем тело мухи становится источником новых споров.

К счастью, для человека такой сценарий кажется маловероятным. Наш мозг намного больше и сложнее, чем нервные системы насекомых. Кроме того, грибы должны были бы преодолеть ряд физических и иммунных барьеров, чтобы получить прямой доступ к мозгу.