Podivný případ parazita s „Jekyll & Hyde“ charakterem

Studentka doktorského programu Zemědělská chemie, Štěpánka Nedvědová, získala Barrande Fellowship program.

Jedná se dvojitý doktorát společně s Univerzitou v Lyonu, kdy práce na projektu bude probíhat vždy pět měsíců v partnerské laboratoři v Lyonu a sedm měsíců na ČZU v Praze. Štěpánka Nedvědová vystudovala obor Výživa a potraviny na Fakultě agrobiologie, potravinových a přírodních zdropů ČZU v Praze. Ve studiu pokračuje na katedře chemie pod vedením Jana Dvořáka v laboratoři molekulární helmintologie. Laboratoř se v rámci studia molekulárně biochemických procesů u modelových organismů taktéž podílí na mezinárodní spolupráci zabývající se studiem interakcí parazitických motolic s jejich hostiteli. Konkrétně u krevních motolic rodu Schistosoma. Schistosomy jsou motolice parazitující v krevním řečišti teplokrevných obratlovců. Několik druhů je schopno infikovat člověka, kde způsobují nemoc zvanou schistosomiáza (též schistosomóza či bilharzióza). V tropických a subtropických oblastech je tímto parazitem nakaženo okolo 250 milionu lidí milionů lidí a jsou odpovědny za stovky tisíc úmrtí ročně, což je výsledek nedostatečné lékařské péče a špatných sanitárních podmínek.

V poslední době byly zaznamenány autochtonní infekce v oblasti jižní Evropy. Nejvíce rozšířený a též studovaný druh je Schistosoma mansoni. Tito helminti v krevním řečišti svého finálního hostitele (včetně člověka) mohou přežívat a množit se až desítky let – a to zcela neodhaleni hostitelským imunitním systémem. Larvální stádium schistosom zvané cerkárie, je uvolňováno z mezi-hostitelských vodních plžů a člověka infikuje penetrací přes kůži, následně migruje do krevního řečiště a skrz plíce do portálního jaterního systému. Tam dospělí jedinci tvoří páry a produkují stovky vajíček denně. Po dozrání nakladená vajíčka aktivně stimulují zánětlivé procesy a doslova „prohnisají“ přes střevní cévní stěny do lumenu střeva a následně jsou vyloučena se střevním obsahem do vody. Značná část vajíček přitom však zůstane zachycena v hostitelských tkáních (převážně v játrech, slezině a ve střevě), kde začne docházet k tvorbě granulomů, fibrózních lézí a dochází k následnému orgánovému poškození. Právě vajíčka (nezralá i zralá) zůstávají ne zcela prozkoumaným imunologickým fenoménem, kdy se nezralé vajíčko neviditelné pro hostitelský imunitní systém náhle mění po dozrání v obratného manipulátora, který stimuluje imunitní odpověď v podobě cíleného zánětu.

Náhlá změna od pro imunitní systém neviditelný objekt k agens stimulující lokální imunitní bouři připomíná legendární příběh, jakým byl Jekyll & Hyde. To zapříčiní následné doslova vyhloubení cesty tkáněmi ven z těla hostitele a je důvodem patologií spojených s onemocněním. Poznání mechanismu této cílené modulace imunitní odpovědi organismu by mohlo přispět například k přípravě léků nebo dokonce vakcíny, která stále není k dispozici. Nicméně i prosté porozumění fenoménu, kdy je hostitelský systém přinucen parazitem pracovat v jeho zájmu, je přínosné v objasnění obecných mechanismů naší imunity. Vajíčka využívají mimikry ve formě sekrece glykoproteinů nesoucích imunogenní glykany, ale je toto jedinou metodou manipulace s hostitelskou imunitou? Naše recentní transkriptomické analýzy odhalily specifickou a velmi zajímavou skupinu proteinů, charakteristických pro tyto parazity, kódovaných několika geny se strukturou bohatou na mikroexony, které jsou specificky produkovány během prozánětlivého procesu. MEGs (microexon genes) jsou enigmatickou skupinou genů s kódující oblastí složenou z cca 80 % malých symetrických exonů o velikosti od 6 do 36 párů bazí a zdá se, že díky tzv. „alternative splicing“ (posttranskripční úpravy) tvoří variace kódovaného proteinu – dochází ke vzniku mnoha izoforem daného proteinu.

K objasnění Jekyll & Hyde charakteru vajíček S. mansoni, kdy se neviditelný parazit náhle mění v útočné monstrum, by měl přispět i úspěšně získaný Barrande Fellowship. Štěpánka Nedvědová bude moci výzkum rozšířit i na objasnění molekulárních struktur, biochemických a biofyzikálních vlastností těchto proteinů. Partnerská biochemická laboratoř v Lyonu umožní studentce studium proteinových interakcí a interakcí s extracelulární matrix, dále metody proteinové krystalizace (Small-angle X-ray scattering, X-ray) a dalších funkčních metod jako například nukleární magnetická rezonanční spektrometrie, cirkulární dichroismus, dynamický rozptyl světla atd.

Další články v rubrice

English ☰ Menu