Hvordan Chagas-patogenet ændrer tarmmikrobiotaen af ​​rovdyr

I Central- og Sydamerika overfører rovdyr, blodsugende insekter årsagsagenset til den meget udbredte Chagas-sygdom. Da sygdommen kan fremkalde alvorlige symptomer, og der hidtil ikke findes nogen vaccine mod Trypanosoma-parasitterne, er hovedtilgangen på nuværende tidspunkt at bekæmpe insekten ved hjælp af insekticider. Et tysk-brasiliansk forskerhold har nu undersøgt, hvordan trypanosomer ændrer insektens tarmmikrobiota. Det langsigtede mål:at ændre bakteriesamfundet i rovdyrets tarm på en sådan måde, at det kan forsvare sig mod trypanosomerne.

Ifølge skøn fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO) er mellem seks og syv millioner mennesker på verdensplan, overvejende i Central- og Sydamerika, inficeret med trypanosomarten Trypanosoma cruzi. Denne encellede (protozo) parasit forårsager Chagas sygdom (amerikansk trypanosomiasis), som i den akutte fase er upåfaldende:kun i hvert tredje tilfælde udvikler den smittede nogen symptomer overhovedet, som så kan være uspecifikke, såsom feber, nældefeber og hævede lymfeknuder. Parasitterne forbliver dog i kroppen, og mange år senere kan kronisk Chagas sygdom blive livstruende med patologisk forstørrelse af hjertet og progressiv lammelse af mave-tarmkanalen.

Der er ingen vaccine mod patogenet, og det er vanskeligt at behandle sygdommen i det fremskredne stadie. Det er grunden til, at fokus i Latinamerika snarere er på at kontrollere den insekt, der overfører Chagas-trypanosomer:den rovdyr, blodsugende insekt af insektunderfamilien Triatominae . Den indtager trypanosomerne under stikket, som derefter koloniserer dens tarm. Gennem sin afføring, som den for det meste aflejrede ved siden af ​​biddet, udskiller insekten patogenet, som ofte gnides ind i såret, når man kradser det ekstremt kløende bid.

Selvom antallet af nye infektioner er faldet i forskellige regioner, hvor insekticider sprøjtes i stor skala, opstår der problemer:I løbet af det sidste årti er resistens over for almindelige insekticider fra flere arter af rovfugle blevet observeret i stigende grad. Disse insekticider har også en negativ indvirkning på miljøet og den lokale befolkning.

Forskere verden over gør en intens indsats for at finde alternative metoder til at hjælpe med at kontrollere Trypanosoma cruzi. En mulighed kan være at modificere bakterier i rovdyrets tarm på en sådan måde, at de eliminerer Chagas trypanosomer eller hæmmer deres udvikling.

I samarbejde med forskere ved Instituto René Rachou i Belo Horizonte, Brasilien, parasitologer og infektionsbiologer Fanny Eberhard og professor Sven Klimpel fra Goethe University, Senckenberg-Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research (SGN) og LOEWE Center for Translationel Biodiversitet Genomics har nu undersøgt, hvordan Chagas trypanosomer ændrer bakteriesamfundet i rovdyrets tarm. For at gøre det brugte de genomanalyse, som gjorde det muligt for dem at sammenligne sammensætningen af ​​bakteriesamfundet i insektens tarm, mikrobiomet, før og efter infektion med patogenet (metagenomisk haglgeværsekventering).

Resultatet:Efter infektionen faldt rækken af ​​bakteriestammer i insektens tarm betydeligt. Visse stammer, herunder den potentielt patogene bakterie Enterococcus faecalis, dragede fordel af parasitternes tilstedeværelse. Desuden lykkedes det for forskerne at identificere fire bakteriearter, der sandsynligvis påtager sig funktioner, der er vigtige for insekten, såsom syntesen af ​​B-vitaminer.

Fanny Eberhard forklarer, at "B-vitamin er et af de næringsstoffer, som blodsugende insekter ikke får gennem deres blodmåltider. Bakterier, der producerer vitamin B, er derfor meget vigtige for insekten, findes i stort set alle individer og forbliver i rovfejlens tarm selv på tværs af generationer. Derfor er sådanne bakterier potentielt egnede modtagere af gener, der producerer defensive stoffer mod Chagas trypanosomer."

Professor Sven Klimpel uddyber:"I sidste ende er vores mål, at rovdyret skal forsvare sig mod Chagas trypanosomer og på denne måde forhindre infektion hos mennesker. Men før vi kan producere bakterier med sådanne egenskaber og derefter frigive rovdyr indeholdende dem. , er vi nødt til bedre at forstå, hvordan økologien i insektens tarm er struktureret, og hvordan den omfattende interaktion mellem vært, patogen og mikrobiom fungerer. Vores arbejde leverer et væsentligt bidrag til dette."

Forskningen blev offentliggjort i Microbiome .