Afrikansk sovesyge:Hvordan patogenet koloniserer tsetse-fluer

LMU-forskere har dechifreret en afgørende signalmekanisme, der gør det muligt for trypanosomer at nå fluernes spytkirtler.

Tsetse-fluer er almindelige i store dele af Afrika. De lever af blod fra mennesker og andre dyr. I processen kan de overføre trypanosomer, en protozoisk parasit. Trypanosoma brucei forårsager sovesyge hos mennesker. Patogener infiltrerer værten gennem spyttet fra inficerede tsetsefluer:Fra blodet når de hjernen, hvilket fører til dødelige symptomer, hvis de ikke behandles.

Men hvordan kommer trypanosomer ind i spytkirtlerne på tsetsefluer efter deres blodmåltid? Dr. Sabine Bachmaier og professor Michael Boshart fra Genetik-afdelingen ved LMU's Biologiske Fakultet har sammen med videnskabelige kolleger fundet et overraskende svar på dette spørgsmål.

De viser, at et signalapparat ved flagelspidsen af ​​protozoerne styrer migrationen af ​​trypanosomer i tsetsefluen via budbringeren kendt som cyklisk adenosinmonofosfat (cAMP). Fjernelsen af ​​en komponent af enzymkomplekset, der producerer cAMP-signalmolekylet, var tilstrækkelig til at forhindre infektion af fluerne. Resultaterne af undersøgelsen er nu blevet offentliggjort i Nature Communications .

Indsigt i det regulatoriske netværk

Som baggrund:Kvæg og antiloper er naturlige reservoirer af Trypanosoma brucei. Under et blodmåltid kommer patogener ind i mave-tarmkanalen på tsetsefluer. For at overleve og forplante sig yderligere, skal trypanosomer tilpasse sig deres skiftende miljø. De migrerer frem og tilbage mellem blodbanen og vævene i en pattedyrvært og mellem fordøjelseskanalen og spytkirtlerne på en tsetseflue, hvorved de passerer gennem en række udviklingsstadier.

"Vores projekt er baseret på flere internationale samarbejder med forskningsgrupper i Paris, Antwerpen og Rio de Janeiro," siger Bachmaier. "Vi havde længe været interesseret i spørgsmålet om, hvordan parasitter formår at orientere sig i tsetsefluen - og hvordan dette kunne forhindres for at kontrollere overførsel af sygdommen."

For omkring ti år siden identificerede forskergruppen en ny og trypanosom-specifik komponent af cAMP-signalvejen - det cykliske AMP-responsprotein 3 (CARP3). "Vores opdagelse af, at CARP3 primært findes i spidsen af ​​flagellaen af ​​trypanosomer, satte os på duften af ​​et specialiseret signalapparat til orientering af parasitterne i tsetsefluen," siger Bachmaier.

Da forskerne fjernede CARP3-genet ved hjælp af gensplejsning, ændrede sammensætningen af ​​de enzymer (adenylatcyklaser), der producerer cAMP ved flagelspidsen. "Trypanosomer var efterfølgende ikke længere i stand til effektivt at kolonisere tsetse-fluer," forklarer videnskabsmanden. "I spytkirtlerne fandt vi ikke en eneste celle af parasitterne længere."

Fra grundforskning til anvendelse:Målet med en langsigtet strategi kunne være at forringe interaktionerne mellem CARP3 og adenylatcyklaser. Dette kunne for eksempel gøres ved hjælp af et syntetisk peptid, der ville blive produceret i fluerne ved hjælp af teknikken kendt som paratransgenese. Uden at kolonisere spytkirtlerne fra tsetsefluer ville trypanosomerne ikke længere blive overført. + Udforsk yderligere

Hvordan Nagana bæres af tsetse-fluer