Исследователи из Каролинского института в Швеции определили, как паразит Trypanosoma cruzi формирует новые варианты, которые более эффективно обходят иммунную систему и вызывают заболевания.
Результаты работы могут привести к появлению новых методов диагностики, профилактики и лечения болезни Шагаса, которая поражает миллионы людей в Центральной и Южной Америке, вызывая тысячи смертей каждый год. Исследование опубликовано в журнале eLife. Инфекция Trypanosoma cruzi является хронической и может привести к болезни Шагаса, которая вызывает тяжелые симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта и сердца. Паразит имеет множество генов, которые могут сильно варьировать, что позволяет ему обходить иммунную систему. Однако как он это делает, до сих пор остается неизвестным.
Известно, что простейшие и грибы обладают чрезвычайно разнообразными механизмами генетического обмена. Однако наличие и эпидемиологическая значимость генетического обмена у Trypanosoma cruzi остается спорным и обсуждается на протяжении многих лет. Полевые исследования выявили как преимущественно клональные, так и сексуально рекомбинирующие природные популяции. Две из шести природных линий T. cruzi демонстрируют гибридный мозаицизм при анализе маркеров одногенного локуса.
Авторами было осуществлено образование гибридных штаммов in vitro, что обеспечивает основу для изучения механизмов и адаптивного значения генетического обмена. Используя полногеномное секвенирование экспериментальных гибридных штаммов, исследователи подтвердили, что образование гибридов первоначально приводит к появлению тетраплоидных паразитов. В гибридном потомстве были обнаружены новые мутации, которые не были связаны ни с одним из (диплоидных) родителей, а также увеличение количества изменений аминокислот. При длительном культивировании, вплоть до 800 поколений, наблюдалась переменная, но постепенная эрозия геномов потомков в сторону триплоидии, но сохранение повышенного числа копий наблюдалось в нескольких основных локусах сохранения.
"Наши результаты свидетельствуют об образовании гибридов путем слияния диплоидных T. cruzi, за которым следует спорадическая эрозия генома, но с существенным потенциалом для адаптивной эволюции, что было описано как генетическая особенность других организмов, например, некоторых грибов. Эти знания важны, поскольку обмен генетическим материалом может привести к появлению новых вариантов генов, которые делают паразита более опасным", - говорит руководитель исследования Бьорн Андерссон. "Лучшее понимание того, как происходит этот процесс, может помочь нам разработать новые методы диагностики, профилактики и лечения болезни Шагаса, которая является огромной проблемой в Центральной и Южной Америке".
"Теперь мы будем изучать материал из природы и от пациентов, чтобы составить более подробную карту того, как паразит меняет свои гены", - продолжает он. "Мы также работаем над улучшением диагностики болезни Шагаса в Боливии".
