Schlafkrankheit Parasit schützt seltsame Perlenkette [Video] - Die Wissenschaften - 2020

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Anonim

Eine unheimliche Perlenkette, die von den Organismen, die Schlafkrankheit verursachen, hergestellt wird, hilft dem Parasiten, sich sowohl unserer Verteidigung zu entziehen als auch uns krank zu machen

Was Sie gerade sehen werden, ist etwas, was ich noch nie zuvor gesehen hatte, als ein einzelliger Organismus: etwas einsetzen, das wie ein geknotetes Seil aussieht.

Dieser kleine Kerl ist ein Trypanosom, ein welliger einzelliger Parasit. Sie und sie verursachen mehrere böse Krankheiten, darunter Schlafkrankheit in der östlichen Hemisphäre und Chagas-Krankheit im Westen. Tiere, die von der Spezies infiziert werden, die beim Menschen Schlafkrankheit verursacht, sollen Nagana haben; Rinder und Hunde gehören zu den vielen Opfern.

Aber was macht es in diesem Video? Wissenschaftler der University of Georgia, des Pacific Northwest National Laboratory und der University of Texas in El Paso versuchten es herauszufinden und berichteten in Zelle Im vergangenen Monat. Was sie entdeckten, war beunruhigend sowohl in Bezug auf das, was Trypanosomen krank macht, als auch in Bezug auf ihre Fähigkeit, unsere Abwehrkräfte zu umgehen.

Um zu verstehen, warum, müssen Sie ein wenig über die Trypanosomenbiologie wissen. Menschen sind tatsächlich immun gegen viele Trypanosomenerkrankungen aufgrund einer Reihe von Molekülen, die als trypanosomale lytische Faktoren bezeichnet werden (TLF). Diese Moleküle zirkulieren in unserem Blut und blasen Trypanosomen auf, indem sie mehr oder weniger Löcher in ihre Seiten schlagen (daher „lytisch“).

Allerdings ist das Trypanosom, das Schlafkrankheit verursacht - Trypanosoma brucei rhodesiense - produziert einen Virulenzfaktor, der es ermöglicht, diese Abwehrkräfte zu umgehen, indem er an TLF bindet und diese neutralisiert. Dieser Faktor wird als Serum-Resistenz-assoziiertes Protein bezeichnet (SRA). Leider lieben Biologen ebenso wie Ingenieure die Buchstabensuppe. Ich fasse also zusammen, um zu klären: SRA, die von Trypanosomen hergestellt wird, ermöglicht es ihnen, defensive TLFs zu besiegen, die von Menschen hergestellt wurden.

Ein anderes Trypanosom - T. b. Brucei , die Nagana bei Rindern verursacht - normalerweise können Menschen aber nicht infizieren können erwerben Sie die Fähigkeit auf mysteriöse Weise, wenn sie sich bei Mitbewohnern findet T. b. Rhodesiense in einer Tsetsefliege. Ist T. b. Rhodesiense Kommunizieren mit oder Teilen seiner SRA mit T. b. Brucei und wenn ja wie?

Was die Wissenschaftler, die diese Studie durchgeführt haben, entdeckt haben, ist das T. b. Rhodesiense produziert kurvenreiche, dünne Filamente, die von den Autoren dieser Veröffentlichung "Membrannanotubes" genannt werden. Diese Filamente knospen aus dem Flagellum des Trypanosoms. Schließlich kneifen sie sich in einzelne kleine Beutel, die extrazellulären Vesikel genannt werden. Diese kleinen Sphären tragen Virulenzfaktoren und andere Proteine ​​bei sich, die dazu beitragen, dass Trypanosomen im Menschen verbleiben.

Die rasterelektronenmikroskopische Aufnahme des Trypanosoms mit extrazellulären Vessikeln ist ein Kunstwerk. Lassen Sie uns eine Nahaufnahme davon betrachten.

Ihr beabsichtigtes Ziel ist die Flagellentasche eines anderen Trypanosoms - ein Ort, an dem die Plasmamembran des Trypanosoms umgedreht wird und aus dem das Flagellum hervorragt. Der Bereich in dieser Tasche und um die Geißel ist im Wesentlichen die Andockbucht eines Trypanosoms, in die Substanzen in den Organismus ein- oder austreten können.

Extrazelluläre Vesikel verschmelzen dort mit der Membran, geben ihren Inhalt in das Trypanosom ab und verschmelzen ihre Membranproteine ​​und Lipide mit den Trypanosomen. Wissenschaftler konnten erkennen, dass fluoreszenzmarkierte extrazelluläre Vesikel, die mit Trypanosomen inkubiert wurden, die Trypanosomen wie der Las Vegas-Streifen zum Leuchten brachten, angefangen bei der Flagellaren-Tasche, sich aber schnell über die gesamte Membran ausbreiteten.

So kommt SRA also T. b. Rhodesiense zu T. b. Brucei . Die Präsenz von SRA in extrazellulären Vesikeln wurde ebenfalls in dieser Studie bestätigt.

Gelegentlich haben sich Menschen mit Trypanosomenarten infiziert, die als nicht infektiös gelten. Es ist möglich, dass diese Fluke-Infektionen auftreten, weil sich eine normalerweise nicht infektiöse Art innerhalb des gleichen Menschen befindet T.B. Rhodesiense und ist der glückliche Empfänger von SRA aus einem extrazellulären Vesikel.

Die Wissenschaftler stellten auch fest, dass die Bildung extrazellulärer Vesikel durch stressbedingte Zustände gefördert wird, die denen des Blutstroms eines gesunden Wirts ähneln. Trypanosomen denken nicht, aber vielleicht handelt es sich um etwas, das so aussieht: "Wenn ich meinen Kumpels beim Kampf gegen den Gastgeber helfen möchte, hilft uns das alles". Das heißt, wenn Sie die Virulenzfaktoren mit dem Rest des Teams teilen, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass der Gastgeber so geschwächt wird, dass Sie überleben, um sich in eine andere Tsetsefliege zu begeben.

Eines der schwächeren Symptome der Schlafkrankheit beim Menschen und eine der Hauptursachen für den Tod von Nagana bei Rindern ist Anämie - ein Mangel an roten Blutkörperchen. Obwohl die meisten Menschen wissen, dass Eisenmangel Anämie verursachen kann, hat die Erkrankung tatsächlich viele Ursachen. Eines der Geheimnisse der Schlafkrankheit ist, wie die Parasiten diesen Zustand auslösen.

Wissenschaftler hatten bereits viele Hinweise gesammelt. Es ist seit langem bekannt, dass Trypanosomen während der Infektion das angeborene Immunsystem auslösen. Im Gegensatz zu der bekannteren adaptiven Immunantwort, die Impfstoffe auslösen, um eine langfristige Immunität auszulösen, ist unsere angeborene Immunantwort automatisch, schnell und unspezifisch.

Trypanosomen lösen die Expression von generischen inflammatorischen Molekülen aus, die als Zytokine bezeichnet werden und eine andere Komponente des angeborenen Immunsystems, die myeloiden Zellen, aktivieren. Diese Zellen sind in der Lage, Zellen ihrer Wahl anzugreifen und zu zerstören, und im Fall von Trypanosomiasis wählen die myeloischen Zellen rote Blutkörperchen. Offensichtlich sind weiße Blutkörperchen, die die körpereigenen roten Blutkörperchen vernichten, keine gesunde Immunantwort, und die Trypanosomen müssen etwas auslösen. Aber niemand wusste was.

Wie sich herausstellt und wie aus dieser neuen Studie hervorgeht, verschmelzen extrazelluläre Trypanosomen-Vesikel nicht nur mit den Flagellaren anderer Trypanosomen, sondern auch mit einer anderen Membranart - der roten Blutkörperchen. Wissenschaftler konnten erkennen, dass fluoreszierend markierte Proteine, die sie an extrazelluläre Vesikel anheften, die Außenseite von roten Blutkörperchen ("Geister" (RBC-Membranen, deren Inhalt entleert wurde) beleuchteten, die mit ihnen inkubiert wurden, genau wie sie Trypnosomen hatten. "

Wenn die Vesikel mit roten Blutkörperchen verschmelzen, verändern sie den Membranprotein- und -lipidgehalt der Blutzellen ebenso wie die Trypanosomen. “ Etwas über diese Änderung - es ist immer noch unklar, was - scheint, dass myeloische weiße Blutkörperchen die roten Blutkörperchen zerstören, die ihr unterworfen wurden. Und das, so postulieren die Autoren, treibt die für die Krankheit charakteristische Anämie an. Die Wirkung des Trypanosoms ist höchstwahrscheinlich unbeabsichtigt - und bei uns sehr viel Pech.

Referenz

Szempruch, Anthony J., Steven E. Sykes, Rudo Kieft, Lauren Dennison, Allison C. Becker, Anzio Gartrell, William J. Martin et al. "Extrazelluläre Vesikel aus Trypanosoma brucei vermitteln den Virulenzfaktor-Transfer und verursachen eine Anämie des Wirts." Zelle 164, Nr. 1 (2016): 246–257.

Die geäußerten Ansichten sind die des Autors und sind nicht notwendigerweise die.