Исследование на молекулярном уровне обнаружило биологический стресс у зеленых морских черепах

У молодых зеленых морских черепах (Chelonian mydas), обитающих в прибрежных водах, часто развиваются опухоли на мягких тканях и панцире — симптомы болезни, называемой фибропапилломатозом зеленых черепах. Хотя заболевание связывают с вирусом chelonid alpha-herpesvirus 5, этот вирус сосуществовал с популяциями черепах более 300 миллионов лет, тогда как сама болезнь стала пандемичной лишь в последнем столетии. Вирус обнаруживается и у клинически здоровых черепах без опухолей, что указывает на многофакторность проявления болезни. Данные других исследований показывают связь между загрязнением окружающей среды и подавлением иммунитета у различных животных.

Исследователи из Колледжа науки Чарльза Э. Шмидта Университета Флориды Атлантик изучили иммунную функцию у двух популяций зеленых черепах в дикой природе, сравнив резидентных черепах из района с плохим качеством воды с теми, что обитают в более чистой среде.

Методы исследования

Ученые взяли образцы крови у 87 зеленых черепах, пойманных и выпущенных в двух локациях:

  • Индиан-Ривер-Лагун — сильно загрязненный эстуарий с высоким уровнем тяжелых металлов, стойких органических загрязнителей и избытка питательных веществ.
  • Более чистая, искусственная гавань Трайдент-Бейсин недалеко от мыса Канаверал.

Были исследованы два звена иммунной системы:

  1. Адаптивный (специфический) иммунитет, связанный с распознаванием антигенов и развитием клеток памяти. Его измеряли по активности реакции белых кровяных клеток на иммунный вызов (пролиферация лимфоцитов).
  2. Врожденный иммунитет, выступающий в качестве первоначального защитного механизма против патогенов и частично включающий фагоцитарные белые кровяные клетки, поглощающие чужеродные частицы.

Результаты

Результаты исследования, опубликованные в Journal of Wildlife Diseases, показали, что как адаптивная, так и врожденная иммунная функция были нарушены у зеленых черепах, отловленных в Индиан-Ривер-Лагун, где историческая частота фибропапилломатоза в этой популяции превышает 50%. В этой лагуне черепахи с опухолями имели более низкую иммунную компетентность, чем черепахи в той же среде обитания без опухолей. Для сравнения, черепахи из Трайдент-Бейсин свободны от фибропапилломатоза, и оба звена их иммунной системы продемонстрировали более высокую иммунную компетентность.

Выводы

«Результаты нашего исследования позволяют предположить, что качество среды обитания, состояние болезни и иммунная функция взаимосвязаны, образуя петлю положительной обратной связи, в которой загрязненные среды воздействуют на иммунную систему и делают животных более восприимчивыми к проявлению фибропапилломатоза, что, в свою очередь, еще больше подрывает иммунную систему», — сказала ведущий автор Сара Л. Милтон, доктор философии. — «Сниженная иммунная компетентность может изначально позволить болезни развиться, а статус болезни, в свою очередь, может еще больше затруднить иммунную компетентность. Такой порочный круг может объяснить, почему в определенных местах наблюдается такая высокая заболеваемость, в то время как в других районах черепахи дают положительный результат на chelonid alphaherpesvirus 5, но остаются клинически здоровыми».

Более раннее исследование Милтон о стрессовых реакциях на молекулярном уровне также показало, что зеленые черепахи в Индиан-Ривер-Лагун испытывают физиологический стресс. Независимо от наличия видимых опухолей, уровни маркеров клеточного стресса у этих животных были выше, чем у черепах из Трайдент-Бейсин.