«Вакцинация» лягушек может защитить, а может и не защитить их от пандемии, но это дает еще один вариант сохранения.

Когда впервые возникла пандемия COVID-19, многие исследователи болезней дикой природы, такие как я были не слишком удивлены.Некоторые были заинтригованы, что это произошло не раньше;в конце концов, наша работа — наблюдать, описывать и изучать динамику пандемии у животных.

Например, амфибии на протяжении десятилетий подвергаются глобальной панзоотии – животной версии пандемии.В конце 1990-х годов исследователи выявили Хитридный гриб земноводных, вызывающее зачастую смертельное заболевание хитридиомикоз, поскольку вероятный виновник сокращения численности и вымирания лягушек и саламандр Австралия к Центральная Америка и где-то еще, что начиналось 10, 20 или даже 30 лет назад.

Ученые обнаружили этот возбудитель на каждый континент, на котором обитают земноводные, и обширное глобальная торговля амфибиями вероятно, распространил по всему миру смертельно опасные штаммы.Хитридный гриб земноводных широко распространен в некоторых географические регионы, и, как и вирус, вызывающий COVID-19, он может быстро мутировать и принимать новые формы, вызывающие различную тяжесть заболевания.

Сохранение транслокации является все более популярным способом восстановления видов, популяция которых значительно сократилась.Он предполагает перемещение организмов для восстановления вымерших популяций, дополнения существующих или создания новых в районах, где этот вид ранее не присутствовал.Однако, когда хитридиновый гриб амфибий преобладает в ландшафте, лягушки, скорее всего, снова заболеют, что препятствует успеху транслокации.

Чтобы избежать рецидивов болезни, исследователи с помощью инструмента часто применяется против пандемий человека: прививки, аналогичные вакцинам.

В наше недавнее исследование, моя исследовательская группа и я привили угрозу Калифорнийские красноногие лягушки против хитридиевого гриба перед транслокацией, подвергая их воздействию хитридиевого гриба в лаборатории.Мы хотели посмотреть, сможем ли мы активировать их иммунную систему и дать им преимущество перед грибом, как только он высвободится.Наши результаты оказались неожиданными.

Нет ничего, что не вылечил бы коктейль

С 2017 года Йосемитский национальный парк активно переселяет калифорнийских красноногих лягушек в Йосемитская долина, где уже присутствует хитридийный гриб.Мы использовали небольшое подмножество этих перемещенных лягушек в нашем исследовании.

Мы собрали яйца диких лягушек в месте, где этот вид процветает, примерно в 100 милях к северо-западу от долины Йосемити, а затем вырастили их в неволе в зоопарке Сан-Франциско.Как только они превратились в молодых лягушек, мы купали 20 особей в «коктейле» из четырех живых активных штаммов гриба.Через три недели им сделали ванну с противогрибковым препаратом, чтобы остановить инфекцию.Еще 40 лягушкам, не подвергшимся воздействию грибка, также дали ванну с противогрибковым препаратом.

Затем мы повторно подвергли грибку 20 ранее инфицированных лягушек, а 20 ранее неинфицированных лягушек подверглись воздействию грибка впервые.Мы хотели посмотреть, как лягушки со второй инфекцией, а именно те, которые были «вакцинированы», сравниваются с лягушками, которые были заражены только один раз.

То, что мы обнаружили, было удивительным:35% лягушек, зараженных только один раз, успешно вылечились от инфекции без вакцинации или противогрибкового препарата.Это говорит о том, что они обладают некоторой степенью врожденный иммунитет, Это означает, что первая линия защиты их иммунной системы смогла бороться с грибком.Кроме того, у лягушек, инфицированных во второй раз, общий уровень заражения был на 31% ниже, чем у тех, которые были инфицированы только один раз.Это позволяет предположить, что вакциноподобное лечение также действует, стимулируя адаптивный иммунитет, Это означает, что их иммунная система научилась распознавать грибок с первого контакта и более эффективно бороться с ним.Ни одна из лягушек не умерла от грибковых инфекций.

Прежде чем выпустить их в дикую природу, мы обработали лягушек противогрибковым препаратом и следили за тем, чтобы у них не было болезней.Мы прикрепили к их талиям крошечные передатчики с ремнями из бисера, чтобы можно было отслеживать их инфекции и выживаемость в течение трех месяцев.

Неожиданно мы не обнаружили различий в бремени заболевания между лягушками, которые никогда не были инфицированы, и лягушками, которые ранее были инфицированы в лаборатории.Это говорит о том, что иммунизация этого вида против хитридиевого гриба, по крайней мере, в Йосемитах, может быть ненужной для обеспечения их выживания после реинтродукции.

Действительно, калифорнийские красноногие лягушки, выпущенные в долину Йосемити, процветают через три года после нашего эксперимента и через шесть лет после их первого перемещения.Они успешно впадают в спячку в холодные зимы и рано весной выходят на размножение.

Надеюсь на будущее

В нашем исследовании используется новый подход к новому средству прививки от хитридиевого гриба.Комбинируя эксперименты ex-situ, или лабораторные, с реализацией на месте, или в полевых условиях, мы проверяем лабораторные наблюдения в реальном мире.Этот тип работы укрепляет сотрудничество между менеджерами по охране дикой природы и зоопарками, которое становится все более необходимым по мере того, как кризис биоразнообразия ускоряется.

Хотя калифорнийские красноногие лягушки в долине Йосемити, похоже, не нуждались в прививках, это не означает, что другие виды земноводных, находящиеся под угрозой исчезновения, не нуждаются в прививках.Исследования по инокуляции хитрида другим видам дали неоднозначные результаты: от не улучшает выживаемость к снижение инфекционного бремени связано с увеличением выживаемости.Одна из основных проблем этого подхода к сохранению заключается в том, что даже если вакцинация увеличивает выживаемость после первоначального выпуска, этот иммунитет не передается последующим поколениям.

Однако надежда есть.Исследователи работают над выявлением генетические сигнатуры, связанные с иммунитетом к хитридийному грибу.В случае успеха программы разведения смогут искусственно отбирать – и, возможно, даже редактирование генов – защитные свойства, которые дадут лягушкам преимущество перед патогеном, который опустошил популяции земноводных во всем мире.