Что делает Aspergillus fumigatus успешным патогеном? Гены и молекулы, участвующие в развитии инвазивного аспергиллёза

Aspergillus fumigatus — условно-патогенный микроорганизм, вызывающий 90% случаев инвазивного аспергиллёза (ИА), обусловленного представителями рода Aspergillus; летальность при этом составляет 50–95%. Предполагается, что определённые факторы вирулентности характерны для A. fumigatus, однако «неклассические» факторы вирулентности отличаются значительной вариабельностью. В целом опубликованные исследования показали, что вирулентность этого гриба имеет многофакторную природу и связана с его строением, способностью к росту и адаптации к стрессовым условиям, механизмами уклонения от иммунной системы и способностью повреждать организм хозяина. В этом обзоре представлен общий обзор генов и молекул, участвующих в развитии ИА. В разделе, посвящённом термотолерантности, рассматриваются пять генов, связанных со способностью гриба расти при температуре выше 30 °C: thtA, cgrA, afpmt1, kre2/afmnt1 и hsp1/asp f 12. В следующих разделах обсуждаются молекулы и гены, связанные с взаимодействием с организмом хозяина и иммунными реакциями. К ним относятся β-глюкан, α-глюкан, хитин, галактоманнан, галактоманнопротеины (afmp1/asp f 17 и afmp2), гидрофобины (rodA/hyp1 и rodB), DHN-меланин, соответствующие синтазы (fks1, rho1-4, ags1-3, chsA-G, och1-4, mnn9, van1, anp1, glfA, pksP/alb1, arp1, arp2, abr1, abr2 и ayg1) и модифицирующие ферменты (gel1-7, bgt1, eng1, ecm33, afpigA, afpmt1-2, afpmt4, kre2/afmnt1, afmnt2-3, afcwh41 и pmi); ряд ферментов, обеспечивающих защиту от окислительного стресса, включая каталазы (catA, cat1/catB, cat2/katG, catC и catE), супероксиддисмутазы (sod1, sod2, sod3/asp f 6 и sod4), оксигеназы жирных кислот (ppoA-C), глутатион-S-трансферазы (gstA-E) и другие ферменты (afyap1, skn7 и pes1); а также эффлюксные транспортеры (mdr1-4, atrF, abcA-E и msfA-E). Кроме того, в обзоре рассматриваются токсины и соответствующие гены: диффундирующее токсическое вещество конидий, глиотоксин (gliP и gliZ), митогиллин (res/mitF/asp f 1), гемолизин (aspHS), фестуклавин и фумигиклавины A–C, фумитреморгины A–C, веррукулоген, фумагиллин, гельволовая кислота, афлатоксины B1 и G1, а также laeA. Два раздела посвящены генам и молекулам, связанным с усвоением питательных веществ, передачей сигналов и регуляцией обмена веществ, участвующими в вирулентности. К ним относятся ферменты: сериновые протеазы (alp/asp f 13, alp2 и asp f 18), металлопротеазы (mep/asp f 5, mepB и mep20), аспартильные протеазы (pep/asp f 10, pep2 и ctsD), дипептидилпептидазы (dppIV и dppV), фосфолипазы (plb1-3 и фосфолипаза C); сидерофоры и факторы захвата железа (sidA-G, sreA, ftrA, fetC, mirB-C и amcA); факторы захвата цинка (zrfA-H, zafA и pacC); гены биосинтеза аминокислот, усвоения азота и перекрёстной регуляции метаболических путей (areA, rhbA, mcsA, lysF, cpcA/gcn4p и cpcC/gcn2p); гены общего биосинтетического пути (pyrG, hcsA и pabaA); гены биосинтеза трегалозы (tpsA и tpsB); а также гены других регуляторных путей, включая митоген-активируемые протеинкиназы (sakA/hogA, mpkA-C, ste7, pbs2, mkk2, steC/ste11, bck1, ssk2 и sho1), G-белки (gpaA, sfaD и cpgA), цАМФ-зависимую протеинкиназу A (acyA, gpaB, pkaC1 и pkaR), гистидиновые киназы (fos1 и tcsB), передачу сигналов с участием Ca2+ (calA/cnaA, crzA, gprC и gprD), семейство Ras (rasA, rasB и rhbA), а также ace2, medA и srbA. Наконец, обсуждается влияние аллергенов A. fumigatus (Asp f 1–Asp f 34) на ИА. Собранные данные образуют сложную мозаику, в которой отдельные элементы представляют собой факторы вирулентности или различные функции гриба; их необходимо объединить, чтобы получить целостное представление о вирулентности A. fumigatus. Новейшие исследования экспрессии генов с использованием ДНК-микрочипов могут помочь понять эту сложную систему вирулентности и выявить мишени для разработки методов быстрой диагностики и новых противогрибковых препаратов.