Naujas Johnso Hopkinso Bloombergo visuomenės sveikatos mokyklos mokslininkų atliktas tyrimas atskleidžia, kaip per kraują plintantis parazitas, sukeliantis afrikinę miego ligą žmonėms ir susijusias galvijų bei kitų gyvūnų ligas, sukelia ilgalaikes šeimininkų infekcijas.
Naudodami pelės modelį, tyrėjai parodė, kad Trypanosoma brucei iš esmės žaidžia slėpynių žaidimą, įsirengdama parduotuvę savo šeimininko audiniuose, leisdama jai nuolat keisti apsauginį paviršiaus sluoksnį ir išvengti antikūnų.
Apie atradimą pranešta spalio 30 d Gamtagali padėti suprasti imuninį atsaką į kitus patogenus.
Afrikinė miego liga, taip pat žinoma kaip žmogaus afrikinė tripanosomozė, yra užleista atogrąžų liga, kuri paprastai būna mirtina žmonėms, jei ji negydoma. Nors gydymo kampanijos ir cetse musių kontrolės pastangos padėjo suvaldyti žmonių afrikinę tripanosomozę, T. brucei tebėra pagrindinė Afrikos ūkininkų problema, per metus numarinanti apie 3 mln. galvijų.
T. brucei parazitas nuolat keičia paviršiaus sluoksnį, sudarytą iš milijonų vieno baltymo kopijų – paviršiaus glikoproteino varianto (VSG). Kai vienas VSG atpažįstamas pagal šeimininko antikūnų atsaką, parazitas jau „perėjo“ į naują, kurio imuninė sistema dar nepastebėjo. Pakeitus, kuris iš šių variantų genų yra aktyvus, parazitas gali pakankamai pakeisti savo išvaizdą, kad ilgą laiką išvengtų savo šeimininko imuninio atsako.
T. brucei parazitas, patekęs į kraują per tsetse musės įkandimą, taip pat užkrečia audinius už kraujotakos ribų. Šių „ekstravaskulinių“ parazitų namų funkcija anksčiau buvo neaiški. Norėdami geriau suprasti, kaip T. brucei vengia imuninės sistemos, mokslininkai naudojo pritaikytą RNR sekos nustatymo metodą, kad kataloguotų skirtingus VSG tipus, kurie laikui bėgant atsirado pelėms užsikrėtus T. brucei.
Tyrėjai išsiaiškino, kad didžioji dauguma VSG atsirado audiniuose, o ne kraujyje. Jie taip pat nustatė, kad imuninės sistemos parazitų pašalinimas audiniuose yra lėtesnis. Jų išvados rodo, kad perkėlus iš kraujotakos į ekstravaskulines erdves, T. brucei atsiranda svarbi „kvėpavimo patalpa“, kurioje gali susidaryti pakankamai VSG variantų, kad ilgai išgyventų šeimininkuose, užtikrinant tolesnį perdavimą.
„Šis darbas sudaro pagrindą naujam mąstymo būdui apie imuninės sistemos vengimą sergant T. brucei infekcija ir galimai kitomis lėtinėmis infekcijomis“, – sako tyrimo vyresnioji autorė Monica Mugnier, mokslų daktarė, Bloomberg mokyklos Molekulinės mikrobiologijos katedros docentė. Imunologija.
Pirmasis tyrimo autorius Aleksandras Beaveris, mokslų daktaras, tyrimo metu buvo Mugnier laboratorijos doktorantas.
T. brucei parazitai, kuriuos perduoda cetse musė, randami daugelyje Afrikos į pietus nuo Sacharos dalių. Daugelis laukinių žinduolių Afrikoje laikosi parazito nerodydami ligos požymių, todėl jie tarnauja kaip rezervuarai. Žmonėms ir gyvuliams, tokiems kaip galvijai, avys ir ožkos, T. brucei infekcija gali sukelti lėtinę ligą, kuri vėlesnėse stadijose pasireiškia sunkiu mieguistumu ir kitais neurologiniais simptomais.
Parazitas patenka į savo žinduolių šeimininkus per kraują cetse musės įkandimo metu ir paprastai išeina tuo pačiu būdu. Kodėl T. brucei iš kraujo plinta į ekstravaskulines erdves, liko neišspręstas klausimas. Tyrime Mugnier ir jos komanda naudojo savo į VSG nukreiptą RNR sekos nustatymo metodą, kad užfiksuotų skirtingų VSG ekspresiją laikui bėgant T. brucei parazituose, atsigavusiuose iš užkrėstų pelių kraujo ir audinių.
Jie parodė, kad kai infekcija buvo nustatyta ilgiau nei savaitę, aptinkamų VSG skaičius pelių audiniuose buvo vidutiniškai kelis kartus didesnis nei kraujyje. Taigi, didžioji VSG įvairovės dalis – pagrindinis veiksnys, lemiantis patogeno gebėjimą išvengti imuninio atsako – buvo pastebėta audiniuose, o ne kraujyje. Taip buvo, nesvarbu, ar pelės buvo užkrėstos adata ar tsetse musės įkandimu.
Kai tyrėjai stebėjo specifinius VSG nuo pradinės infekcijos, jie nustatė, kad parazitų, turinčių šiuos VSG, imuninis klirensas audiniuose įvyko žymiai vėliau nei kraujyje. Panašiai, kai jie naudojo peles, sukurtas taip, kad parazito pašalinimas iš audinių būtų dar labiau atidėtas, audinių VSG įvairovė buvo atitinkamai didesnė.
Apskritai rezultatai rodo, kad T. brucei audinius naudoja kaip santykinai apsaugotas erdves, kuriose gali išgyventi ilgiau, generuodamas didesnę variantų įvairovę ir potencialiai iš naujo sėjant į kraujotaką šiais variantais – greičiau nei imuninė sistema gali neatsilikti.
„Kažkada buvo manoma, kad audiniai yra atsitiktinės T. brucei infekcijos vietos, tačiau dabar atrodo, kad jie gali atlikti svarbų vaidmenį palaikant ilgalaikę šio parazito infekciją, o kraujotaka gali būti labiau judėjimo greitkelio sistema. tarp audinių ir galiausiai perdavimui atgal į cetse musę“, – sako Mugnier.
Ji priduria, kad šis naujas modelis savo ruožtu rodo, kad sutrikus T. brucei gebėjimui plisti iš kraujo į audinius gali pakakti imuninei sistemai pasivyti ir nutraukti infekciją, todėl tai gali būti vertinga nauja gydymo strategija.
Mugnier ir jo kolegos taip pat įtaria, kad toks ekstravaskulinių erdvių išnaudojimas gali būti kitų patogenų, pavyzdžiui, Laimo ligos bakterijos, naudojama taktika lėtinėms infekcijoms nustatyti.
„T. brucei infekcija gali būti naudingas modelis, padedantis suprasti, kodėl ekstravaskulinės erdvės yra mažiau efektyvios patogenų pašalinimui ir kaip kai kurie patogenai tuo išnaudoja“, – sako Mugnier.