Udviklingen af ​​parasitvirus antyder, hvordan Leishmania først inficerede hvirveldyr

Mere end en million mennesker i tropiske lande får parasitten Leishmania hvert år gennem bid af inficerede sandfluer. De fleste mennesker udvikler skæmmende – men ikke livstruende – hudlæsioner ved bidstederne. Men hvis parasitten spreder sig til de indre organer, det forårsager en sygdom kendt som visceral leishmaniasis, som dræber omkring 30, 000 mennesker hvert år.

Stephen Beverley, Marvin A. Brennecke professor og leder af Institut for Molekylær mikrobiologi ved Washington University School of Medicine i St. Louis, er verdensekspert i den dødelige parasit. Han studerede Leishmanias grundlæggende biologi, da han serendipitalt foryngede parasitvirologiområdet. Sammen med mangeårig samarbejdspartner Nicolas Fasel fra University of Lausanne i Schweiz, og andre kolleger, Beverley opdagede, at Leishmania-parasitter inficeret med en virus - kaldet Leishmaniavirus - forårsager betydeligt værre sygdom end dem uden virus. Andre forskere viste senere, at vira i relaterede parasitter såsom Trichomonas, som forårsager vaginale infektioner, og potentielt Cryptosporidium, som forårsager diarré, kan også forværre sygdommen.

Beverley talte om parasitvirologiens begyndende felt og hans nyeste papir, en evolutionær undersøgelse, der tyder på, at Leishmanias vira kan have hjulpet parasitten med at inficere hvirveldyr. Avisen blev udgivet i ugen den 25. december i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Hvad er parasitvirus?

Det har længe været kendt, at parasitter, som alle andre skabninger, har deres andel af vira. Men i lang tid, ingen var interesseret i dem. Meget få var smitsomme, de havde aldrig været forbundet med nogen sygdom, og de blev mere eller mindre afvist som kuriositeter. Men for seks-syv år siden, i færd med at indsamle beviser for at besvare et andet spørgsmål, vi – sammen med Fasels laboratorium – afslørede nogle virkelig gode beviser, der viste, at Leishmaniavirus har en rolle i sygdom. Hvis en Leishmania-parasit bærer denne virus, der er mere alvorlig sygdom, højere antal parasitter, og infektionen er mere tilbøjelig til at metastasere. Det var ikke det, vi havde til hensigt at studere, men du følger med, hvor dataene går hen. Dataene tog os hertil, og vi gik.

Hvordan forværrer parasitvirus parasitsygdomme?

Det er vigtigt at huske, at folk ikke er inficeret med både en parasit og en virus. Hellere, mennesker er inficeret med en parasit, der har en virus gemt inde i sig. Det, vi tror, ​​der sker, er, at immunceller dræber nogle invaderende parasitter, frigivelse af virussen. Kroppen genererer derefter et immunrespons for at bekæmpe virussen. Men når du er inficeret med en parasit, dette er den forkerte form for immunrespons. Det dræber ikke parasitten; det ser ud til at hjælpe parasitten med at gøre sygdommen værre.

Kunne du reducere parasitsygdomme ved at slippe af med virussen?

Det synes vi, og vi forsøger at gøre det på to måder. En, vi ved, at lægemiddelbehandling er mere tilbøjelig til at mislykkes hos mennesker, der er inficeret med Leishmania, der bærer en virus. Da virussen øger antallet af parasitter, vi tror, ​​at et sådant scenarie ville kræve en højere dosis for at dræbe dem alle. Så vi taler med arbejdere i lande, hvor parasitten er endemisk, for at udvikle et screeningsprogram til at identificere personer, der er inficeret med Leishmania-parasitter, som bærer Leishmaniavirus. De kunne derefter behandles med en højere dosis medicin. Den anden ting, vi forsøger at gøre, er at helbrede parasitten af ​​virussen. Vi har fundet nogle antivirale forbindelser, der fungerer godt i en kulturskål, og vi vurderer, om de kan slippe af med virus, der er inde i parasitter, der er inde i dyr - og, potentielt, der er inde i mennesker.

Hvad lærte du af at undersøge den evolutionære historie af parasitvirus?

Leishmania stammer fra parasitter, der inficerer insekter, og først sent i evolutionen lærte den at inficere hvirveldyr og derefter mennesker, og blive et problem for os. Denne undersøgelse startede som en undersøgelse af en familie af insektparasitter relateret til Leishmania, som vi udførte i samarbejde med et hold ledet af Vyacheslav Yurchenko i Tjekkiet. Men så satte vi spørgsmålstegn ved, om disse insektparasitter kunne bære vira. Mange forskere laver fantastisk arbejde med viral opdagelse, men meget få har jaget rundt i disse mærkelige parasitter. Da vi gjorde, vi fandt mange nye vira, hvoraf flere var helt unikke. Men lige så interessant er det, vi ikke fandt – specifikt, slægtninge til Leishmaniavirus i mere forfædres slægter. Dette tyder på, at Leishmania erhvervede Leishmaniavirus omtrent samtidig med, at den lærte at parasitere hvirveldyr.

Vi var glade for at finde ud af, at en viral gruppe, der er almindelig i insektparasitterne, inkluderede vira, der var fjernt beslægtet med bunyavirus, som ofte er dyrepatogener. Vi navngav den nye parasitvirus, der invaderede insektparasitterne "Leishbunyavirus, " eller LBV'er. Mens de LBV'er, der inficerede parasitter i insekter, var ret lig andre bunyavirus, i det igangværende arbejde har vi fundet ud af, at LBV'erne i Leishmania har gennemgået store ændringer, der igen synes at være relateret til øget virulens, via en helt anden mekanisme end i det originale Leishmaniavirus.

Så vi har to linjer af beviser, der tyder på, at der skete noget med vira på samme tid, som parasitten foretog springet fra insekter til hvirveldyr. Det er meget svært at bevise en rolle for vira i sygdom ved at studere evolution, men de to virale "spring", vi har opdaget, giver en stor bekræftelse af vores eksperimentelle arbejde, hvilket viser, at disse vira bidrog til øget overlevelse af Leishmania-parasit og sygdomspatologi hos hvirveldyr. Måske uden at disse vira virker dybt i evolutionen, disse sygdomme ville være blevet langt mindre alvorlige og forfærdelige, end de er nu.