Эндемик сибирского озера научился управлять инфекцией внутри своего организма
Российские ученые впервые на молекулярном уровне описали, как иммунная система байкальского омуля реагирует на заражение ленточным червем. Оказалось, что в организме рыбы одни защитные иммунные механизмы активируются, а другие — те, что могут привести к избыточному воспалению — подавляются. Это позволяет омулю подготовиться к долгосрочному сосуществованию с паразитом и уменьшить вред собственному организму. Результаты исследования опубликованы в журнале Fish and Shellfish Immunology.
Ленточные черви вызывают опасные заболевания у рыб. Например, среди лососевых, в том числе у байкальского омуля — ценного промыслового вида, — часто встречается паразитический ленточный червь диботриоцефалус (Dibothriocephalus dendriticus). Он поражает пищевод, желудок и печень, вызывая кровоизлияния, язвы и отмирание тканей у рыб, а также может передаваться человеку с сырой рыбой и вызывать болезни пищеварительной системы.
При этом долгое время оставалось неизвестным, как иммунная система рыбы реагирует на вторжение паразита и приспосабливается к его существованию в организме.
Такое «сожительство» может быть довольно длительным: паразиту невыгодно быстро убивать своего хозяина, а тот часто не может дать слишком сильный отпор со стороны иммунной системы, необходимый для уничтожения червя и при этом не повреждающий собственные ткани.
Ученые из Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (Улан-Удэ) и Лимнологического института СО РАН (Иркутск) в своем исследовании использовали две группы самцов омуля, выловленных в Байкале. Часть из них была заражена личинками диботриоцефалуса, а часть — нет.
Исследователи сравнили активность более 250 генов, работающих в головной почке — важнейшем органе иммунной системы рыб.
Оказалось, что у зараженных рыб активируются гены, отвечающие за распознавание чужеродных молекул и запуск воспаления. Эта реакция указывает на усиление работы врожденного иммунитета.
С другой стороны, более ста генов у таких особей, напротив, снизили свою активность, в том числе те, что отвечают за деление иммунных клеток и выработку антител. Вероятно, это помогает организму предотвратить чрезмерное воспаление и повреждение тканей, а также не тратить слишком много ресурсов на попытку уничтожить паразита.
Таким образом, организм байкальского эндемика перестраивается, чтобы добиться компромисса: не уничтожить «интервента» любой ценой, а найти режим управления инфекцией. Это позволяет омулю сосуществовать с паразитом, не убивая, но контролируя его.
«В таком режиме иммунная система жертвует мощными, но энергозатратными механизмами, например, выработкой антител и избыточным воспалением, что еще и позволяет избежать повреждения собственных органов. Полученные нами данные можно использовать при поиске новых подходов к борьбе с гельминтозами у рыб», — объяснил руководитель проекта Иван Кутырев, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории паразитологии и экологии гидробионтов ИОЭБ СО РАН.
Другой любопытный пример сосуществования видов недавно описали ученые из Калифорнии, и это может оказаться неизвестным ранее видом симбиоза.