Центр изучения летучих мышей

Рукокрылые (Chiroptera) являются вторым по видовому разнообразию отрядом млекопитающих, что обеспечивает их ключевую роль в функционировании экосистем. Известно, что иммунная система рукокрылых позволяет им сосуществовать с опасными патогенами, что представляет большую угрозу для других животных и человека. Однако, у рукокрылых все же есть опасное для них инфекционное заболевание - синдром белого носа (СБН). Так как СБН поражает летучих мышей (Microchiroptera), которые питаются насекомыми-вредителями сельскохозяйственных культур, вспышки и распространение СБН наносят значительный урон агропромышленному сектору. Роль летучих мышей в сельском хозяйстве заключается в том, что, например, одна летучая мышь среднего размера может съедать до 1000 насекомых за ночь. Согласно подсчётам СБН ежегодно наносит ущерб экономике США равный 3.9 миллиардов долларов. Для экономики Канады ущерб равняется 2 миллиардам долларов США. Несмотря на то, что подобных оценок относительно России не было сделано, СБН является неоспоримой угрозой для экономики нашей страны, так как сельскохозяйственный сектор играет значительную роль в социальном и экономическом развитии, особенно на юге страны, в одно из крупнейших сельскохозяйственных регионов Российской Федерации – в Ростовской области. Угроза становится более реальной, учитывая, что по последним исследованиям инфекция СБН уже персистирует на наших широтах. Каузативный агент СБН Pseudogymnoascus destructans заражает гибернирующих летучих мышей, распространяясь по европейским и азиатским популяциям. Иммунная система рукокрылых не способна элиминировать действие патогена из-за низкой температуры тела. В результате, на сегодняшний день СБН явился причиной массовой гибели более 6 миллионов рукокрылых по всему миру (некоторые оценки доходят до 7 миллионов). Патоген характеризуется высокой скоростью распространения: грибок распространяется со скоростью примерно 200–900 км в год. На 2023 год СБН был обнаружен в 38 штатах США и 8 провинциях Канады. Такое бурное распространение патогена крайне пагубно влияет на популяции отдельных видов рукокрылых. Популяции вида Myotis lucifugus сократились более чем на 90% в сильно пораженных областях.; численность вида Myotis septentrionalis также сократилась более чем на 90% в некоторых регионах; численность вида Perimyotis subflavus в некоторых регионах снизилась на 75% и более. Проект направлен на мониторинг СБН и других грибковых инфекций рукокрылых в Ростовской области. В рамках проекта будет уточнено видовое разнообразие рукокрылых и проведен эпизоотологический мониторинг СБН и других грибковых инфекций рукокрылых с применением продвинутых статистических методов на территории одного из ведущих аграрных регионов России, где заболевание представляет значительную социально-экономическую угрозу. Впервые будет выполнен геномный и филогенетический анализ Pseudogymnoascus destructans при его обнаружении у рукокрылых Ростовской области, что позволит определить пути распространения инфекции в России и мире. Использование передовых методов геномного анализа и сравнительных биоинформатических подходов позволит выявить уникальные особенности штаммов грибов, поражающих рукокрылых Юга России, и оценить молекулярную эволюцию патогенов. Это поможет разработать и внедрить новые стратегии мониторинга и контроля СБН и других грибковых инфекций рукокрылых, что имеет важное значение для сохранения видового разнообразия летучих мышей и устойчивости экосистем Ростовской области и Российской Федерации в целом.

Всемирная организация по охране здоровья животных (Международное эпизоотическое бюро) считает, что дикие животные являются самым важным и при этом самым неизученным звеном в возникновении новых (эмерджентных) инфекций, являясь одной из самых главных проблем современной ветеринарии (https://rr-asia.oie.int/en/projects/wildlife-health/). Летучие мыши, первичный резервуар множества возникающих инфекций человека и продуктивных животных, являются причиной многомиллиардных убытков (32,6 миллиарда долларов в 2015г. по данным Всемирного банка) для сельского хозяйства и здравоохранения. Благодаря способности к полёту и длительному сроку жизни (относительно других млекопитающих того же размера) летучие мыши способны распространять вирусы и бактерии на большие расстояния в длительном временном измерении. Механизмы, которые делают этих животных "живыми биореакторами" новых инфекционных агентов, до конца не изучены. Во время полёта в организме летучих мышей образуется много свободных радикалов, которые нарушают работу вирусных полимераз, что в свою очередь способствует возникновению мутаций у вирусов летучих мышей. Помимо особенностей энергетического обмена в возникновении новых вирусов у летучих мышей задействован их уникальный иммунный ответ, обуславливающий сниженную воспалительную реакцию и длительное бессимптомное вирусоносительство. Ранее нами были определены промутагенные свойства кишечных кисломолочных бактерий летучих мышей, что указывает на потенциальную вовлечённость микробиоты этих животных в возникновении мутаций их вирусов и появлении вариантов, способных преодолеть межвидовой барьер (Popov et al., SciRep, 2021). Планируемое исследование направлено на поиск особенностей иммунной системы и кишечной микробиоты синантропных летучих мышей, которые составляют основу возникновния новых инфекций. В проект будет включено цитометрическое иммунофенотипирование популяций и субпопуляций клеток иммунной системы при помощи кросс-реактивных антител и валидация полученных данных относительно транскрипционной экспрессии клеточных маркеров; определение уровня продукции антител при помощи иммунофлюоресцентного анализа; аннотация генов-регуляторов иммунной системы у синантропных рукокрылых; определение уровня экспрессии этих генов; метагеномный анализ состава кишечной бактериальной и вирусной микробиоты; филогенетический анализ обнаруженных микроорганизмов; определение генотоксичности и свойств биоплёнок кишечных бактерий. Все эти свойства будут изучены в динамике жизненного цикла рукокрылых, включающего гибернацию, поскольку влияние понижения температуры тела этих животных безусловно должно оказывать воздействие на свойства их иммунной системы и кишечной микробиоты. В настоящий момент отсутствуют конкретные данные о взаимосвязи динамических изменений статуса иммунной системы и кишечной микробиоты до, во время и после гибернации летучих мышей, поэтому заявляемый проект представляет большую научную значимость для глобальной науки. По результатам проекта будут получены данные о взаимосвязи статуса иммунной системы синантропных рукокрылых и состава и свойств кишечной микробиоты, что обеспечит биологическую безопасность единого здоровья животных и человека, поскольку позволит разработать меры профилактики и контроля возникающих инфекций и снизить прямой и косвенный экономический ущерб от них.