Az UC Riverside nematológusa NIH-díjat kapott a parazita-gazdaszervezet kölcsönhatások tanulmányozásáért

Az UC Riverside nematológusa NIH-díjat kapott a parazita-gazdaszervezet kölcsönhatások tanulmányozásáért

Annak tanulmányozására, hogyan fejlődnek a paraziták, hogy áttörjék gazdáik védelmét, a National Institutes of Health Simon "Niels" Groen, az UC Riverside nematológusa 1,9 millió dolláros kiemelkedő kutatói díjat adományozott.

Az orsóférgek parazitái megfertőzik az embereket, az állatokat és a növényeket. Ha betekintést nyerünk abba, hogy bizonyos férgek miért kerülhetik meg a gazdaszervezet immunvédelmét, segíthetnek megelőzni egy időzített bombát: a peszticidek és antibiotikumok csökkenő hatékonyságát a fertőzésekkel szemben.

A baktériumok, gombák és paraziták gyógyszerekkel és növényvédő szerekkel szembeni rezisztenciája megnehezíti és néha lehetetlenné teszi az olyan gyakori fertőzések kezelését, mint a tüdőgyulladás és a tuberkulózis, valamint a növényekben előforduló kártevők. A nemzetközi egészségügyi hatóságok arra figyelmeztetnek, hogy sürgős intézkedések nélkül olyan jövő felé tartunk, ahol a kisebb sérülések és fertőzések végzetesek lehetnek. A növény- és állattenyésztés is egyre nagyobb akadályokkal néz szembe.

Amikor a kerekférgek megfertőzik az embereket, állatokat vagy növényeket, nyálukból fehérjéket injektálnak a gazdasejtekbe, hogy elnyomják az immunválaszt. Ezek a folyamatok meglehetősen hasonlóak a gazdaszervezetek között, lehetővé téve számunkra, hogy tanulmányozzuk a növények és a parazita férgek közötti koevolúciós fegyverkezési versenyt, és következtetéseket vonjunk le a féregfertőzések kialakulásáról az emberekben.

Simon “Niels” Groen, az UC Riverside nematológusa

A következő öt évben Groen a pénzeszközöket egy két részből álló tanulmány elkészítésére fogja felhasználni. A projekt első részében több száz paradicsom- és rizsnövényt vizsgálnak meg, mind a farmokon, mind pedig a vadon termő növényeket. Ezek nem az immunitás elérése érdekében mesterségesen tenyésztett növények. Groen azonban azt feltételezi, hogy közülük sokan védekezést fejlesztettek ki a fertőző orsóférgek, más néven fonálférgek ellen.

"Ezek a növények egy természetes laboratórium, amelyben összekapcsolhatjuk génjeiket és gyökereik kémiai tulajdonságait a féregfertőzésekkel szembeni ellenállásukkal" - mondta Groen.

"Megtanuljuk azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyekkel a növények védekeznek. Ez magában foglalja a védekező vegyszerek előállítását is, amelyek némelyike ​​új gyógyszerként vagy antibiotikumként használható emberekben és állatállományban" - mondta Groen. „Ezt az információt megoszthatjuk orvosbiológiai kutatókkal és növénynemesítőkkel.”

A projekt ezen aspektusa szintén hozzájárul az élelmezésbiztonság növeléséhez, különösen Afrika és Ázsia azon részein, ahol a fonálférgek problémát jelentenek a gazdálkodók számára. Sok kutatást végeztek a föld feletti rovarkártevőkkel kapcsolatban, de kevesebb kutatást végeztek a föld alatt, ahol a fonálféreg fertőzések gazdaságilag fontos növényeket érintenek.

"A fonálférgek jelentik a legpusztítóbb fenyegetést a szójabab számára. A rizsben és a paradicsomban a fonálférgek akár 20%-os termésveszteséget is okozhatnak. Ez sok ember élelem nélkül marad" - mondta Groen.

A projekt második részében a kutatócsoport az egyenlet fonálféreg oldalával foglalkozik. – Hogyan fejlődnek, hogy megtörjék a növények ellenállását? – kérdezte Groen.

A paradicsomban van egy gén, a Mi-1, amely figyeli a növényi sejtek belsejét a bejövő támadások miatt. Még nem teljesen tisztázott módon ez a gén érzékel valamit a közelgő fonálféreg-fertőzésről, ami hatékony immunválaszt vált ki.

A Mi-1-et az 1940-es években fedezték fel vadparadicsomban, és azóta a kaliforniai paradicsomfeldolgozó üzemekben tenyésztik, hogy távol tartsák a fonálférgeket. Groen elmagyarázta, hogy ez a tenyésztési séma óriási természetes szelekciós nyomásnak teszi ki a gyökércsomó-fonálférgeket, hogy legyőzze a gén által biztosított rezisztenciát.

De egyre több gazda talál fonálférgeket az állítólagos rezisztens paradicsomterméseiben. "Nem értjük, hogyan törték meg az ellenállást. Egy vagy több mód van rá, hogy ezt megtehessék? Megpróbáljuk kitalálni, hányféleképpen lehet lenyúzni egy macskát a fonálféreg szemszögéből" - mondta Groen.

Az UC Extension szakembereinek köszönhetően Groen csapata összehasonlíthatja majd a rezisztencia általánossá válása előtt összegyűjtött férgek génjeit, valamint azon férgek génjeit, amelyeknek sikerült legyőzniük a növény immungátait.

Az egyik hipotézis az, hogy amikor a fonálféreg behatol a növénybe, a nyálával olyan fehérjéket fecskendez be, amelyek különböző célpontokkal rendelkeznek a gazdasejtben. Amikor a sejtben lebegő Mi-1 találkozik ezen fonálféreg fehérjék egyikével, immunválaszt vált ki, amely elpusztítja a férget. Amikor azonban a féreg abbahagyja a fehérje befecskendezését, a Mi-1 nem tudja, hogy a betolakodó megérkezett.

Vannak olyan receptorfehérjék, mint például a Mi-1, amelyek hasonlóan fejlődtek ki az emberben, és figyelik a sejteket a bejövő támadásokra, valamint az emberekben és növényekben egymáshoz hasonló további molekuláris folyamatokat. Etikai és logisztikai szempontból azonban az emberi fertőzések tanulmányozása során érdemes ezt a kutatást növényekkel és fonálférgekkel kezdeni.

"A férgek csak egy modellrendszer a rezisztencia megszüntetésének tanulmányozására. De még mindig segíthetnek új megoldásokat találni a peszticid- és antibiotikum-rezisztenciára" - mondta Groen.

Források: