Miért tartanak fenn néhány parazita férgek az emberekben?

Amint a fogadó koncertek folynak, kemény tömeg.

tartanak

Több mint egymilliárd embernek vannak olyan parazita férgek, amelyek a belükben helyezkednek el. A legtöbb számára ez egy rövid tartózkodás, az immunrendszer napokban vagy hetekben kiűzi a férgeket, és nem hagy nyomot arról, hogy a paraziták valaha is ott voltak.

Az emberek és más állatok kis százalékában azonban a férgek tartós szájtartást kapnak, és évekig tapadhatnak a belekben. Ez a kitartás gyakran alultápláltsághoz vezet, ami viszont szigorítja a fertőzés markolatát, és olyan spirált indít el, amelyből nehezen lehet elmenekülni.

Az a kérdés, hogy miért küzd ez a kis százalék a paraziták kiűzésével, egy ideig elakasztotta a kutatókat. De a Nebraska-Lincoln Egyetemen és a Holland Királyi Tengerkutatási Intézetben kifejlesztett új matematikai modell választ ad, miközben megerősíti a közmondást: biztonság a számokban.

Clay Cressler, Anieke van Leeuwen és munkatársaik arra a következtetésre jutottak, hogy amikor a férgek nagy számban kirakják a bélterületet, általában hosszú távra képesek ott lógni. Ezzel szemben a modell azt sugallja, hogy a magányos férgeket - vagy kis csoportjaikat - elárasztja az immunrendszer, és gyorsan kiürül a GI traktusból.

"Egyes házigazdák valóban hosszú ideig megbetegednek. Vannak, akik nagyon gyorsan megtisztulnak (paraziták)" - mondta Cressler, a nebraskai biológiai tudományok tanára. - Ez nem magyarázható azzal az elmélettel, amely korábban volt.

A csapat modellje szimulálhatja a gazda-parazita kölcsönhatásokat azáltal, hogy több változót figyelembe vesz: a paraziták száma, az élelmiszer rendelkezésre állása, a gazda testtömege, hogy a tömeg mekkora része hozzáférhető a parazitákhoz képest az immunrendszerrel. Fontos, hogy az is szerepet játszik, hogy a parazita férgek manipulálhatják a gazdaszervezet képességét az élelmiszer megemésztésére és immunválasz kialakítására.

Egy nemrégiben készült tanulmány részeként a csapat 1000 egér ostorféreg-fertőzését szimulálta, miközben változott a vastagbélüket megfertőző férgek száma. Ezekből az eredményekből a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy az ostorférgek nagy csoportja elindíthatja az önmegőrző ciklust, amely szinte garantálja a paraziták túlélését.

Bár a sajátosságok nem teljesen egyértelműek, a korábbi kutatások arra késztették a csapatot, hogy a férgek kritikus tömege felszabadíthatja az immunrendszert összezavaró vagy elnyomó molekulák gátját, és lehetővé teheti a paraziták számára, hogy a gazdaszervezet tápanyagát magasra emeljék.

"Bármi, amit egy parazita tesz az erőforrásokhoz való saját hozzáférésének növelése érdekében, közvetve megfosztja őket a gazdától" - mondta Cressler. "Minél több parazita van, annál jobban tudják kezelni az erőforrásokat, és minél jobban manipulálnak, annál jobban növekednek a paraziták. És akkor még jobban képesek manipulálni. Tehát megkapja ezt a pozitív visszacsatolási hurkot, amely lehetővé teszi számukra krónikus fertőzés megállapítására. "

Amikor mérsékelt számú féreg megfertőzi a gazdaszervezetet, tartózkodásuk időtartama kevésbé biztos, és úgy tűnik, inkább más tényezőktől függ: Mekkora a gazda zsírtartalma? Immunrendszerét már előkészítették a válaszra? Mennyit eszik?

Ez utóbbi kérdéssel kapcsolatban a csapat bizonyítékokat talált arra, hogy a több étel növeli a hosszú távú tartózkodás esélyét.

"Történelmileg az a perspektíva, hogy az étel valóban csak a vendéglátó számára számít" - mondta Cressler. "Csak nemrégiben, az elmúlt körülbelül 10 évben fordítottak nagyobb figyelmet arra, hogy milyen étrend jár a parazitákkal. Van esély arra, hogy valójában csak a parazitát táplálja jobban? Ebben az esetben ez történik.

"Ha a (biológiai) rendszerek gyakran vannak ezen a helyen, ahová mindkét irányba haladhat, akkor olyan apró változások más dolgokban, amelyekre (történelmileg) nem figyelünk, meghatározhatják, hogy egyik vagy másik irányba halad-e. "

Mégis, ha az összes többi tényező megegyezik, a modell azt mutatja, hogy a parazita férgek mennyisége önmagában meghatározhatja, hogy fennmaradnak-e a gazdában. Ez egy potenciálisan fontos előrelépés, mondta Cressler, tekintettel arra, hogy a korábbi megközelítések a parazita időtartamát többnyire fix, független változóként kezelték, nem pedig más tényezőktől.

És amikor a csapat összeállította az egyes egerek sorsát a szimulációjában, a kapott eloszlás hasonlított a természetben általánosan alkalmazott mintára: a legtöbb gazda csak néhány parazitával volt terhelve, néhány gazda sokakkal terhelt.

"Az immun-parazita kölcsönhatások megértésében alkalmazott elmélet nagy része nem elégséges ahhoz, hogy megválaszoljuk azt a kérdést, hogy honnan származik ez a fajta variáció" - mondta Cressler. "Ha képes vagy megengedni akár hosszú, akár rövid időtartamot, akkor azt látod, hogy sok olyan házigazda van, akik folyamatosan rövid távú fertőzéseket kapnak, és nagyon alacsony a terhelésük, és vannak olyan házigazdák, akik ezeket a hosszú távú tartós fertőzések, és nagyon nagy terhet jelentenek.

"Tehát ez a hipotézis segíthet a parazitológia két nagy mintázatának megmagyarázásában: ez a széles körű eltérés a fertőzések meddig tartásában, és ez a széles körű eltérés az egyes gazda betegségeiben."

Noha a csapat modelljének először ki kell állnia a kísérletek és a további kutatások ellenőrzését, Cressler szerint ez végül segíthet a parazitafertőzések kezelésében, vagy kalibrálja a krónikus esetek előrejelzéseit. Ha ez még mindig megtörténne, mielőtt a potenciálisan krónikus fertőzések alultápláltságot eredményeznének - és csökkentenék a parazitákat egyébként megtisztító gyógyszerek hasznosságát, különösen értékes lehet a fejlődő világban.

"Ha (végül) meg tudnánk mondani:" Ez az a dolog, amelyet meg kell mérned ahhoz, hogy tudd, valaki krónikusan fertőzött-e ", akkor ez elmondhat valamit arról, hogyan kell kezelned, vagy kit kell kezelnöd, - mondta Cressler. "Hol van a legveszélyesebb terület, ahol a környezet olyan, hogy az embereket inkább a krónikus, mint az akut fertőzés felé terelik?

"Ez az időtartam-változás valódi mintázat, és valódi következményekkel jár az emberekre nézve. Bármi, amit tehetünk, segít megérteni, hogy ezek a fertőzések hogyan működhetnek később, terápiás értékkel bírhatnak. Nem tudjuk, mi ez most. De ez a cél."

A kutatók a Proceedings of the Royal Society folyóiratban közölték eredményeiket. B. Cressler és van Leeuwen írták a tanulmányt Andrea Graham-rel a Princetoni Egyetemen és Sarah Budischakkal a Claremont McKenna, a Pitzer és a Scripps Colleges munkatársaival. A csapat támogatást kapott a Nemzeti Tudományos Alapítványtól.