Threadworms, which are a type of parasitic nematode, spend a lot of time crawling around on human skin, poking and prodding to find the best place for entry before burrowing in. But disrupting a particular dopamine-sensing pathway causes them to lose interest, UCLA neurobiologists said in a paper published in Gamtos ryšiai.
Žmonėms dopaminas yra susijęs su malonumu ir atlygiu. Parazitiniuose kirminuose ta pati molekulė yra susijusi su pavara, kad prasiskverbtų į odą. Be dopamino signalizacijos kirminai vis dar šliaužioja ant odos paviršiaus, tačiau retai bando užlipti į odą. Tyrėjai mano, kad aktualus preparatas, sutrikdantis šį dopamino kelią, gali užkirsti kelią infekcijai ir būti naudojamas panašiai kaip DEET uodų purškikliai užkirsti kelią uodų įkandimams.
Visame pasaulyje daugiau nei 600 milijonų žmonių yra užsikrėtę odai sklindančiu siūlų kirmėlėmis, stipriais stercoralais, daugiausia atogrąžų ir subtropiniuose regionuose, kuriuose yra prasta sanitarijos infrastruktūra. Kirminas išsiskiria iš užkrėsto šeimininko išmatose ir tada patenka į žemę laukti naujo šeimininko.
Kai šuo ar žmogus vaikšto ar paliečia užkrėstą žemę, sliekas, kuris šiame etape yra maždaug perpus mažesnis už pieštuko galiuką (0,5 mm), į šeimininką patenka per odą, kad užbaigtų sudėtingą gyvenimo ciklą ir užfiksuotų infekciją, kuri gali sukelti rimtą ligą šeimininkui.
Ką tyrėjai turėjo žinoti apie nematodus
„Prieš pradedant tai, buvo žinoma, kad kirminai eina į pirmąjį odos galvą. Bet be to, iš esmės nieko nebuvo žinoma apie elgesį, kurį jie vykdė, kad leistų jiems patekti į odą”,-teigė atitinkanti autorė Elissa Hallem, UCLA mikrobiologijos, imunologijos ir molekulinės genetikos profesorė.
„Hallem“ tiria jutimo kelius, kurie padeda jam pereiti per savo gyvenimo ciklą ir leidžia jį rasti ir užkrėsti pagrindinius kompiuterius. Anksčiau šiais metais jos laboratorija išsiaiškino, kad nematodai skirtingai reaguoja į anglies dioksidą skirtinguose jų gyvenimo ciklo etapuose, o tai galėtų padėti mokslininkams rasti būdų, kaip užkirsti kelią ar išgydyti infekcijas, nukreipiant į CO2-Snelimo kelias.
Norėdami ištirti elgesį, padedantį kirminai prasiskverbti pro odą, UCLA podoktorantūros tyrėjas Ruhi Patel padėjo juos ant žiurkės odos ir žmogaus odos pavyzdžių ir užfiksavo tai, ką jie padarė per mikroskopą. Nematodams buvo atlikta genetinė manipuliacija, kad jie būtų fluorescenciniai, o tai buvo būtina norint vizualizuoti kitaip permatomus kirminus ant odos paviršiaus.
Kaip Nematodai reagavo
Patel nustatė, kad kirminai labai greitai įsiskverbė į žiurkių odą, tačiau jie praleido iki 10 minučių tyrinėdami žmogaus odą, kad surastų tik reikiamą vietą prieš pradėdami. Kai Patel pakartojo eksperimentą su glaudžiai susijusiomis žiurkių ir parazitinių nematodų rūšimis, ji nustatė, kad ji prasiskverbė tiek į žmogaus, tiek žiurkės odą, tačiau buvo mažiau veiksminga žmogaus odai, prasiskverbdama tik 40% laiko. Tai rodo, kad nors abiejų tipų parazitiniai kirminai gali įsiskverbti į šeimininko ir ne šeimininko odą, jie turi elgesį, būdingą šeimininko odai, kuri pagerina jų galimybes sėkmingai patekti į ją.
„Panašu, kad kai kurias žmogaus odos dalis jiems lengviau patekti nei kitos, ir atrodo, kad jie mėgsta odos paviršių, bandydami rasti vietą, kurioje jie gali lengviau patekti“, – sakė A. Patel. „Be šių odą plečiančių elgesio parazitams mažiau sėkmingai įeina į odą.”
Kai tyrėjai redagavo S. stercoralis genomą, kad sutrikdytų geną, koduojantį konkretų jonų kanalą, vadinamą TRP-4, kuris veikia neuronuose, kurie išskiria dopaminą, gijų kirmėlės beveik visiškai nesugebėjo prasiskverbti į odą. TRP-4 kanalas randamas ne tik siūlų kirmėlėse, bet ir kabliukuose, kitame odoje sklindančiame žmogaus ir parazitiniame nematode, būdingu JAV vietose. Tačiau TRP-4 kanalo nėra žmonėms.
Remdamiesi jų išvadomis, tyrėjai dabar teigia, kad blokuoti TRP-4 kanalo funkciją gali būti svarbus nematodų kontrolės mechanizmas. Kadangi žmonėms trūksta šio kanalo, mūsų pačių dopamino jutimo keliui būtų labai maža rizika. Tyrėjai tikisi, kad aktualūs kremai ar losjonai, blokuojantys TRP-4 ar kitus nematodų dopamino jutiklių tako komponentus, gali užkirsti kelią infekcijoms, kol jos net nepradės.