Науковці виявили, як щури поширюють небезпечні бактерії у містах

Масштабне шестирічне дослідження, проведене науковцями з Університету Тафтса, Університету Північної Арізони, Міністерства сільського господарства США та Центру контролю захворювань, розкрило важливі закономірності поширення небезпечних бактерій міськими щурами.

Дослідники зосередили увагу на вивченні бактерій Leptospira, які спричиняють лептоспіроз — захворювання, що передається через сечу щурів і може призвести до важкої хвороби або навіть смерті людини. Науковці проаналізували зразки ДНК із нирок 328 щурів, зібрані на 17 локаціях Бостона протягом 2016−2022 років. Результати показали, що майже 18% досліджених гризунів були носіями цих небезпечних бактерій.

Маріке Розенбаум, доцентка Школи ветеринарної медицини Каммінгса при Університеті Тафтса, пояснює складнощі дослідження: «Основний спосіб отримати повну геномну послідовність вірусу чи бактерії — це культивування, що було викликом у цьому випадку, оскільки Leptospira вважається вибагливим організмом. Вона має специфічні вимоги до температури, pH та поживних речовин. Проте нашим співробітникам з Міністерства сільського господарства США вдалося виділити культуру бактерій не лише зі свіжих, а й із заморожених нирок гризунів, що раніше не було описано в науковій літературі».

Це лабораторне досягнення дозволило провести детальний генетичний аналіз різних штамів Leptospira, який виявив напрочуд стабільну географічну картину інфікування по всьому місту. Дослідження показало, що щури в Бостоні формують окремі генетичні спільноти, які здебільшого залишаються ізольованими одна від одної. Специфічні штами бактерій Leptospira зберігаються в межах цих окремих популяцій протягом років. Наприклад, у щурів, що мешкають у Бостон-Коммон, протягом кількох років зберігався той самий штам Leptospira, який генетично відрізнявся від штамів, виявлених в інших районах.

Дослідники визначили кілька ключових факторів, що впливають на ізоляцію популяцій щурів:

• Багатосмугові дороги ефективно блокують міграцію щурів між районами
• Щурам зазвичай потрібно подолати відстань понад 600 метрів, щоб зустріти генетично відмінні популяції
• Зелені коридори та парки служать шляхами міграції для щурів
• Будівельні проєкти порушують усталені території щурів, що може змушувати їх мігрувати

Особливо тривожним відкриттям стало встановлення прямого зв'язку між випадком захворювання людини на лептоспіроз у 2018 році та щурами. За допомогою передових методів геномного секвенування дослідники виявили, що штам бактерій від хворої людини був майже ідентичним штаму, виділеному від трьох різних щурів з тієї ж локації в Бостоні. «Це дуже переконливий доказ того, що джерелом того випадку захворювання людини був саме щур», — зазначає Розенбаум.

Хоча випадки лептоспірозу в людей залишаються відносно рідкісними в помірних регіонах, таких як Бостон, це захворювання становить значну загрозу здоров'ю в тропічних районах. Зміни клімату потенційно можуть розширити географічний ареал поширення хвороби, що робить ці висновки все більш актуальними для планування заходів охорони громадського здоров'я.

Дейв Вагнер, професор Інституту патогенів і мікробіому Університету Північної Арізони, підкреслив важливість нових генетичних інструментів, розроблених під час дослідження: «Нові генетичні інструменти, які ми розробили та використали в цьому дослідженні, є справжнім проривом для досліджень лептоспірозу, оскільки тепер ми можемо використовувати потужність повного геному для пошуку спорідненості між зразками, що раніше було неможливим».

Результати дослідження ставлять під сумнів традиційні підходи до боротьби зі шкідниками. Просте знищення щурів в одному районі без розуміння динаміки популяції може потенційно змусити інфікованих гризунів мігрувати до нових місць, що призведе до ширшого поширення хвороби. «Повне винищення нереалістичне, — зазначає Розенбаум, — але краще розуміння того, як різні методи боротьби зі шкідниками впливають на міграцію щурів та передачу патогенів серед популяції щурів, було б справді корисним».

Оскільки міста по всьому світу стикаються з проблемами, пов'язаними з популяціями щурів та загрозами для громадського здоров'я, це дослідження пропонує дорожню карту для більш цілеспрямованих стратегій втручання. Розуміння того, як щури пересуваються в міському середовищі, та відстеження конкретних патогенів, які вони переносять, може допомогти фахівцям з охорони здоров'я розробити ефективніші підходи до захисту здоров'я людей при вирішенні проблеми заселення гризунами.

Висновки дослідження свідчать про те, що майбутнє міське планування має враховувати, як розвиток інфраструктури — від доріг до парків — впливає на схеми міграції щурів та потенційне поширення хвороб. Це часто недооцінений аспект управління громадським здоров'ям у густонаселених міських районах.