Исследователи из нескольких институтов и университетов Москвы и Московской области провели анализ ДНК и РНК клеток трех видов пиявок, среди которых была и медицинская пиявка Hirudo medicinalis (до недавнего времени к этому виду относили еще несколько пиявок, которые будут упомянуты ниже). Он показал, что за терапевтические свойства слюны этого животного отвечает множество генов, точная функция которых пока неизвестна. Вероятно, некоторые из них принадлежат не самим пиявкам, а их микробиоте. Препринт научной статьи находится на сервере biorXiv.
Медицинских пиявок применяют для лечения человека уже несколько веков. При этом используют особенность их питания: эти черви присасываются к коже жертвы и проделывают в ней отверстие, через которое пьют кровь. Чтобы сосать кровь как можно дольше, пиявка впрыскивает в нее свою слюну, содержащую антикоагулянты — вещества, препятствующие свертыванию крови. Считается, что во многом именно антикоагулянты обеспечивают лечебные эффекты наложения пиявок: благодаря гирудотерапии активируется иммунитет организма, от потери небольшого количества крови снижается артериальное давление, исчезают застои в венах и т. д. Однако конкретные гены, отвечающие за состав слюны медицинских пиявок, до сих пор не были изучены.
Авторы статьи решили узнать, чем слюна Hirudo medicinalis и двух других близких видов — Hirudo orientalis и Hirudo verbana — отличается от слюны других червей, не подходящих для гирудотерапии, например Capitella teleta. Для этого они взяли у медицинских пиявок трех видов не только образцы самой слюны и вырабатывающих ее клеток, но и их кишечники и другие части пищеварительной системы. Это позволило также оценить метагеном пиявок, то есть понять, ДНК каких бактерий присутствует в организмах червей. Самих пиявок отлавливали в Азербайджане (озеро рядом с городом Шабран), в Саратовской области (пруд рядом с селом Волково) и в Ставропольском крае (озеро Маныч).
Секвенирование ДНК и оценка состава РНК клеток слюнных желез медицинских пиявок показали, что в них активен целый ряд генов, не кодирующих вещества-антикоагулянты (и неактивных в слюнных железах Capitella teleta и других немедицинских червей). Некоторые из этих генов принадлежали бактериям, населяющим организм пиявок. Это, например, такие виды, как Niabella sp. и Mucinivorans hirudinis. Микробиота кишечника пиявок включала в себя меньшее количество видов, чем микробиота отделов пищеварительной системы, расположенных ближе ко рту и слюнным железам. Что особенно интересно, гены, кодирующие антикоагулянты, в клетках слюнных желез пиявок экспрессировались не намного активнее, чем в кишечнике и прочих пищеварительных органах. Это означает, что противосвертывающие вещества необходимы пиявкам не только для постоянного получения крови из проделанной ими ранки, но и для каких-то других, пока неизвестных целей.
Наконец, в метагеноме пищеварительной системы всех трех изученных видов обнаружились интенсивно работающие гены устойчивости к антибиотикам. Это необычная находка, так как черви были взяты из водоемов, в которых никто специально не борется с бактериями, и микроорганизмам на первый взгляд не имеет смысла активировать их. Авторы статьи предполагают, что белки, кодируемые генами устойчивости к антибиотикам, каким-то образом участвуют в передаче сигналов от бактерий к пиявкам и обратно.
