Сезонная и суточная динамика популяции патогенной бактерии Burkholderia pseudomallei в естественной среде в значительной степени зависит от бактериофагов

Бактериофаги - важные природные регуляторы численности бактерий. Еще одно доказательство этому нашли исследователи из Великобритании и России при создании математической модели, описывающей распространение мелиоидоза в Южной Азии.

Мелиоидоз (ложный сап, болезнь Уитмора) - инфекционное заболевание, которое вызывает бактерия Burkholderia pseudomallei. Инфекция обычно поражает легкие и проявляется как сепсис с образованием во внутренних органах абсцессов различной степени тяжести. B. pseudomallei живет в почве и грунтовых водах и попадает в организм людей и животных при непосредственном контакте с источником заражения. Штаммы, вызывающие мелиоидоз, встречаются в Юго-Восточной Азии, северной Австралии и некоторых других тропических регионах.

Рядом с B. pseudomallei в естественной среде обитают специфические к этой бактерии вирусы – бактериофаги (фаги). Изучая факторы, влияющие на распространение мелиоидоза, ученые решили исследовать связь между численностью фагов и бактерий и воздействием на них различных факторов среды, в частности ультрафиолетового излучения и температуры*. В качестве опытного участка они выбрали рисовые поля в Таиланде.

Ученые обнаружили, что в период с марта по сентябрь угроза заражения B. pseudomallei самая высокая за счет уменьшения численности фагов, которое, в свою очередь, обусловлено ​​высоким уровнем солнечного УФ-излучения. Таким образом, весной и летом с 8 до 21 часов из-за активного солнца фагов становится меньше, а бактерий, соответственно, больше.

В отношении температуры среды наблюдается следующая зависимость: при более чем 35°С фаги переходят в литическую фазу и начинают активно уничтожать бактерии, уменьшая их популяцию.

Численность бактерий также зависит от применения удобрений. Так, например, железосодержащие удобрения способствуют гибели фагов.  В связи с возможным риском увеличения популяции патогенных бактерий B. pseudomallei, авторы считают важным дальнейшее изучение влияния различных удобрений на баланс бактериофагов и бактерии в естественной среде.

Ученые продолжают совершенствовать математическую модель распространения мелиоидоза, которая в перспективе поможет в предсказании периодов повышенного риска заражения и, соответственно, предупреждении вспышек заболевания среди работников рисовых плантаций, а также позволит повысить безопасность труда за счет изменения графика работы в зависимости от сезона. Модель также позволит оценить, как глобальное потепление повлияет на распространение болезни.

* Egilmez HI, Morozov AY, Clokie MRJ, et al. Temperature-dependent virus lifecycle choices may reveal and predict facets of the biology of opportunistic pathogenic bacteria // Scientific Reports, 2018, 8, Article number: 9642. DOI: 10.1038/s41598-018-27716-3