Cercetătorii descoperă un răspuns de tip „vaccin” la corali după expunerea la patogeni
O echipă de cercetători de la Universitatea King Abdullah pentru Știință și Tehnologie (KAUST) a descoperit că expunerea controlată la celule patogene moarte poate ajuta coralii să reziste infecțiilor viitoare, oferind o posibilă strategie naturală pentru conservarea recifelor de corali.
„Coralii nu au un sistem imunitar adaptativ ca oamenii, așa că părea puțin probabil să poată obține vreo protecție din expunerea de tip «vaccin» la patogeni”, a declarat Matteo Monti, autor al studiului, care a realizat cercetarea sub supravegherea Raquel Peixoto de la KAUST. „Totuși, am fost curioși să înțelegem dacă o întâlnire microbiană anterioară ar putea schimba modul în care coralii răspund la infecții ulterioare.”
Coralii se confruntă cu presiuni tot mai mari din cauza valurilor de căldură marine și a infecțiilor microbiene, iar aceste amenințări apar adesea simultan. Coralii trăiesc în parteneriat strâns cu alge microscopice care le furnizează energie și le dau culoarea. În timpul stresului termic prelungit, coralii și algele concurează pentru resurse limitate, iar coralii își expulzează algele și devin albi, într-un proces cunoscut sub numele de albire a coralilor.
„Infecțiile patogene agravează această situație”, explică Monti. „Microorganismele care cauzează boli pot deteriora țesuturile coralilor, pot elibera compuși dăunători, pot perturba parteneriatul coral-alge și pot forța coralul să consume mai multă energie pentru apărare și reparare. Căldura și infecția se întăresc reciproc: încălzirea face coralii mai vulnerabili la boli, în timp ce infecția reduce capacitatea lor de a face față încălzirii.”
Testarea pregătirii imunitare a coralilor
Pentru studiul publicat în revista ISME Host Microbe, echipa a colectat eșantioane sănătoase dintr-un coral comun din Marea Roșie, numit Pocillopora favosa, le-a divizat și le-a plasat în acvarii alimentate cu apă de mare naturală. Fragmentele selectate din fiecare colonie au fost apoi expuse fie la celule active, fie la celule inactive ale bacteriei patogene Vibrio coralliilyticus, care infectează frecvent coralii.
Atât coralii pregătiți, cât și cei nepregătiți au fost apoi expuși la stres termic și la V. coralliilyticus. Coralii pregătiți au arătat un răspuns mai reglat la infecție sub stres termic, în timp ce coralii nepregătiți au experimentat un stres termic mai mare și o albire cauzată de patogeni. Acest lucru s-a întâmplat indiferent dacă coralii pregătiți fuseseră expuși la celule bacteriene vii sau inactivate chimic.
Microbiomii și modelele de expresie genică ale coralilor pregătiți au diferit semnificativ de cele ale coralilor nepregătiți, sugerând că atât gazda coral, cât și microbiomul său au fost condiționate de expunerea anterioară la V. coralliilyticus.
„Coralii pot poseda o formă de memorie asemănătoare imunității, sau pregătire imunitară, care îi ajută să rețină informații din întâlnirile anterioare și să răspundă mai eficient la amenințări microbiene repetate”, spune Monti. „O mai bună înțelegere a pregătirii imunitare a coralilor ar putea extinde portofoliul nostru de terapii microbiene pentru conservarea coralilor și restaurarea recifelor.”
O cale mai sigură spre restaurare
Aceste descoperiri ar putea fi deosebit de valoroase pentru Arabia Saudită și pentru regiunea Orientului Mijlociu și Africii de Nord, unde recifele de corali susțin biodiversitatea și pescuitul, protejează liniile de coastă, susțin turismul și sunt în centrul unor programe majore de restaurare.
„Această cercetare este aliniată priorităților Regatului de a proteja recifele de corali de multiple amenințări și oferă o potențială strategie bazată pe natură pentru a aborda amenințarea tot mai mare a infecțiilor patogene pe care le vedem în Marea Roșie”, spune Peixoto. „Aceste teme sunt priorități pentru KAUST, iar acest studiu este un exemplu excelent de știință inovatoare care poate susține Viziunea Saudi 2030.”
„Acest studiu este o dovadă de concept, nu un tratament gata de utilizare pe recife”, avertizează Monti. „Eliberarea deliberată de patogeni vii nu este nici sigură, nici practică. Important, studiul nostru a arătat că coralii pot fi pregătiți și folosind celule inactivate, oferind un punct de plecare promițător pentru dezvoltarea unor abordări mai sigure de «pregătire» a coralilor.”
