Исследователи из Института систематики и экологии животных СО РАН совместно с коллегами из университета Франш-Конте (Франция) и Национального университета Ла-Пампы (Аргентина) изучили генетическое разнообразие и выявили регионы распространения паразитов Echinococcus multilocularis, которые являются возбудителями редкого тяжёлого заболевания — альвеолярного эхинококкоза.
Статья об этой работе опубликована в International Journal for Parasitology.
Альвеолярный эхинококкоз — тяжёлое заболевание, которое поражает ежегодно более 18 тысяч человек по всему миру, развивается медленно и клинически проявляется только в течение 5—15 лет после заражения. При отсутствии лечения альвеолярный эхинококкоз прогрессирует и приводит к смертельному исходу. Первыми симптомами могут быть боль, общее изменение физического состояния, желтуха, гепатомегалия, холангит и зуд. Возбудителем выступает личинка ленточного червя альвеококка (Echinococcus multilocularis). Эти паразиты используют в качестве своих хозяев человека и животных. Болезнь поражает в первую очередь печень, реже другие органы (лёгкие, мозг или кости). Наибольшее количество заболевших наблюдается в Европе. В России недуг встречается на юге Западной Сибири (Томская и Новосибирская области, Алтайский край), в Якутии и на Чукотке. В Северной Америке в последние годы растёт число заражённых людей. Раньше случаев заболевания было меньше.
Однако альвеолярный эхинококкоз может возникнуть практически в любом регионе. Основными хозяевами взрослых паразитов выступают хищники: рыжие лисицы, песцы, корсаки, личинок — разные виды грызунов.
Колонии личинок в печени грызунов
За последние годы болезнь прогрессирует, регионов поражения становится всё больше. Штаммы паразитов эволюционируют и могут адаптироваться к любой местности.
В своем исследовании сотрудники Института систематики и экологии животных СО РАН, французского и аргентинского университетов попытались выяснить гаплогруппы Echinococcus multilocularis, их генетическое разнообразие, зоны обитания. Для этого было изучено более ста Echinococcus multilocularis, включая образцы, взятые у французских пациентов из-за увеличения числа заражённых в стране. Кроме того, в числе образцов были экземпляры из Рязанской области, а также с острова Ольхон на Байкале.
Ранее подобное исследование проводилось в Алтайском крае, где у пациентов также были взяты альвеококки для изучения. Результаты не дали полной картины. Необходимо было проанализировать не только паразитов, обитающих в этом регионе, но и в других странах, проследить как они меняются в зависимости от хозяина и условий обитания.
«Ещё во время первых исследований стало понятно, что альвеококки весьма разнообразны по своим генетическим характеристикам. В разных регионах есть их родственные группы — гаплотипы. Полное прочтение геномов дало более детальную информацию о структуре и эволюции этих паразитов, что может быть полезным для разработки новых методов лечения и профилактики заболеваний», — отметил заведующий лабораторией паразитологии Института систематики и экологии животных СО РАН, главный врач ветеринарной клиники «АС Вет» кандидат биологических наукСергей Владимирович Коняев.
Для того чтобы определить генетические связи между альвеококками из разных регионов, исследователи построили филогенетическое дерево всех ДНК паразитов. Оно было сгенерировано с помощью MrBayes — специальной программы, которая позволяет получить из исходных данных эволюционные взаимосвязи между различными видами, имеющими общего предка. Вместе с этим учёные выделили из представленных образцов альвеококков их ДНК и прочли их митохондриальные геномы, благодаря чему стали ясны родственные группы паразитов, так называемые гаплогруппы.
Разное происхождение Echinococcus multilocularis неслучайно. По словам исследователей, они могут приживаться в любых климатических условиях. Всё зависит от возможности паразитов адаптироваться к различным условиям окружающей среды, а также от миграции хозяев. Так, естественная миграция обыкновенных лисиц приводит к распространению Echinococcus multilocularis от Уральских гор до Польши и Латвии. Ещё одной причиной появления паразитов в разных уголках мира может являться импорт лисиц европейского происхождения для спортивной охоты в середине 1700-х годов в США. Лисицы ввозились в течение 150 лет.
Что касается распространения альвеококков во Франции, то это можно объяснить тем, что французские пациенты могли заразиться во время путешествий в другие страны либо происходила естественная миграция рыжих лисиц и грызунов. Параметрами для анализа паразитов пациентов были место жительства на момент постановки диагноза, зона проживания, год постановки диагноза.
Взрослый паразит
Как оказалось, паразиты в трёх основных гаплогруппах имеют собственные гаплотипы, которых насчитывается 58.
«Ранее мы предположили, что возникновение разных гаплотипов в Европе могло произойти в результате изоляции в ледниковый период. Однако исследования, выполненные по фрагментам или даже полным последовательностям митохондриальных генов, не дают достаточного количества данных для анализа, чтобы эти предположения можно было надёжно подтвердить. Прочтение полных митохондриальных геномов как раз такую возможность дало и подтвердило наши догадки», — добавил Сергей Коняев.
Эволюция паразитов таит множество загадок. В Скандинавских странах, например, есть потенциальные хозяева для паразитов — грызуны, песцы, лисицы и волки. Однако сами паразиты в этих регионах только начинают появляться. Это указывает на то, что эволюция альвеококков может быть связана с изменением климатических условий и адаптацией к новым хозяевам.
Исследование эволюции паразитов имеет большое значение для медицины и ветеринарии: оно поспособствует лучшему пониманию их жизненного цикла, адаптации к различным условиям окружающей среды и взаимодействия с другими видами.
Влияние альвеококков на человеческий организм — важный вопрос, решение которого приведёт к поиску и разработке препаратов для лечения. По словам учёных, для этого понадобится собрать как можно больше образцов — чем больше данных, тем яснее будет становиться, как лечить альвеолярный эхинококкоз. Результаты исследования сибирских и зарубежных специалистов будут использованы для разработки новых стратегий профилактики и лечения паразитарных заболеваний, а также для контроля распространения паразитов в различных экосистемах.
В будущем это позволит устанавливать всё больше очагов заражений Echinococcus multilocularis, а также выяснить, какие из них чаще поражают людей.
Текст: Юлия Сидорова.
Источник: «Наука в Сибири».