Учёные продвинулись в понимании пищевого патогена
Листерия — оппортунистический патоген, вызывающий инфекции мозга, заражение крови, выкидыши и смерть примерно у 500 американцев и ряда сельскохозяйственных животных ежегодно. Однако, наряду с опасными штаммами, которые могут быть летальнее сальмонеллы, существуют и безвредные виды и штаммы.
Исследуя, почему одни формы смертельны, а другие нет, учёные из Корнелла разрабатывают более эффективные методы обнаружения и предотвращения болезней пищевого происхождения.
Мартин Видманн, адъюнкт-профессор пищевых наук, обнаружил, что для прогнозирования опасности штаммов бактерии необходимо тестировать наличие нескольких генов, а не одного.
Даже среди Listeria monocytogenes (вызывает подавляющее большинство случаев заболеваний у людей) его команда выявила штамм, у которого отсутствовал один ген, связанный со способностью вызывать болезнь.
В статье, опубликованной 2 декабря в журнале BMC Genomics, Видманн также описывает, как род Listeria эволюционировал за последние 47 миллионов лет.
В отличие от некоторых других бактерий, штаммы листерии, по-видимому, со временем стали менее вирулентными. Их общий предок нёс все гены, необходимые для болезни, но многие возникшие штаммы — нет. Только два из шести изученных видов Listeria имели все гены, вероятно необходимые для заболевания человека.
Это может быть связано с тем, что бактериям выгодно, чтобы их хозяин оставался жив.
Попадая из почвы через растительные материалы в животных, листерии процветают в организмах млекопитающих, где мало конкурентов за пищу. Они могут проникать в человеческие клетки и перемещаться между ними, избегая антител в организме.
Listeria monocytogenes вызывает листериоз — редкую, но потенциально смертельную пищевую инфекцию с симптомами, похожими на менингит. Умирают около 20% диагностированных пациентов (по сравнению с <1% при заражении сальмонеллой).
Листерию находили в кормах для животных, сыром мясе и овощах, непастеризованном молоке и различных готовых продуктах. Пастеризация и достаточная термообработка убивают бактерии, но заражение может произойти после нагрева и до упаковки, поэтому на производствах требуется тщательная санитария.
«Она обладает удивительной способностью очень хорошо выживать. В одном случае мы обнаружили штамм, который выживал на перерабатывающем заводе в течение 12 лет».
Команда Видманна помогла контролировать прошлые вспышки листериоза, отслеживая источник заражения, отчасти благодаря разработанной ими веб-базе данных для отслеживания патогенов. Он также недавно идентифицировал уникальный штамм Listeria monocytogenes, ответственный за вспышку среди молочного скота.
«Мы создаём фундаментальные знания, которые индустрия может затем развить в практические приложения».
Промышленность уже обратила внимание. Соавтор исследования, компания Life Technologies Corp., планирует использовать собранные Видманном данные для разработки тестов, специфично выявляющих патогенные штаммы листерии.
Компания разработала систему SOLiD — передовой инструмент секвенирования «следующего поколения», использованный в исследовании.
«Эта система позволяет нам обнаруживать различия между большими наборами бактериальных штаммов относительно быстро и доступно».
Статья Видманна — первая публикация об использовании этого оборудования в таком контексте и, вероятно, установит протокол для проведения аналогичных исследований других групп патогенов.