U of T-Forschung wirft ein neues Licht auf mysteriöse Pilze, die schwerwiegende Folgen für die Gesundheit haben

KenFM im Gespräch mit: Paul Schreyer ("Die Angst der Eliten") (Januar 2019).

Anonim

Forscher an der Universität von Toronto untersuchten Pilze im Schleim von Patienten mit zystischer Fibrose und entdeckten, wie sich eine besonders schlaue Pilzart entwickelt hat, um sich gegen benachbarte Bakterien zu verteidigen.

Candida albicans in seinen runden und filamentösen (strähnigen) Formen.
Kredit: Universität von Toronto

Ein regelmäßiger Bewohner unseres Mikrobioms - und besonders in den Lungen von Patienten mit zystischer Fibrose allgegenwärtig - ist der Pilz Candida albicans ein "opportunistischer Krankheitserreger". Dies bedeutet, dass es uns normalerweise in Ruhe lässt, sich aber gegen uns wenden kann, wenn unser Immunsystem kompromittiert wird. In der Tat ist dieser Pilz eine der häufigsten Ursachen von Infektionen im Blut, wie Sepsis. Da die Bevölkerung mit geschwächtem Immunsystem in den letzten zwei Jahrzehnten erheblich zugenommen hat - Menschen, die mit HIV leben, Organtransplantationen haben oder eine Krebs-Chemotherapie erhalten - sind opportunistische Pilzpathogene wie dieser zu einer noch größeren Bedrohung geworden. Das ist besonders alarmierend, wenn man bedenkt, dass wir keine todsichere Anti-Pilz-Droge haben, um sie aufzuhalten.

"Pilze haben einen enormen Einfluss auf die menschliche Gesundheit, infizieren Milliarden von Menschen auf der ganzen Welt und töten jährlich 1, 5 Millionen - das liegt im Bereich von Tuberkulose und Malaria", sagt Leah Cowen, leitende Forscherin der Studie, Professor für molekulare Genetik an der Universität Toronto und Kanada Forschungsstuhl für mikrobielle Genomik und Infektionskrankheiten. "Und dennoch werden sie unterschätzt und nicht gut verstanden."

Candida albicans ist ein besonders raffinierter Pilz. Sein Signatur-Manöver ist das Formwandeln - es kann sich von einer runden, einzelligen Hefe in eine lange, sehnige Struktur verwandeln, die es erlaubt, sich an verschiedene Umgebungen anzupassen und es außergewöhnlich schädlich zu machen. Für diese Studie analysierten die Forscher 89 Schleimproben von 28 Mukoviszidosepatienten, wobei sie sowohl eine Hochdurchsatz-Gensequenzierung als auch eine kulturbasierte Analyse verwendeten. Candida albicans war vorhersehbar vorherrschend.

Was die Forscher jedoch überraschte, war, dass einige dieser Pilze begannen, sich in ihre sehnige Form ohne jegliche Umwelteinflüsse zu verschieben - gewöhnlich geschieht diese Umwandlung (Filamentierung genannt) nicht spontan, sondern wird durch bestimmte Substanzen wie Blut ausgelöst.Um zu sehen, ob es eine genetische Erklärung geben könnte, sequenzierten die Forscher die Genome dieser Proben und fanden einen gemeinsamen Nenner. Alle außer einem hatten genetische Mutationen in einem Gen, von dem bekannt ist, dass es die Form der Veränderung unterdrückt - genannt NRG1.

"Das war eine rauchende Waffe", sagt Cowen. "Dieses Gen bildet ein Protein, das die Fadenbildung stoppt - wie eine Bremse. Wegen dieser genetischen Mutationen haben die Pilze diese Bremse verloren und waren nicht in der Lage, diese langen Fäden daran zu hindern, sich zu bilden."

Um herauszufinden, warum bestimmte Stämme dieses Pilzes diese genetische Variation entwickelt haben, suchten die Forscher nach benachbarten Bakterien. Im Rahmen eines andauernden Kampfes zwischen Mikroben sezernieren bestimmte Bakterien, die auch bei Patienten mit zystischer Fibrose gefunden werden, Moleküle, die verhindern, dass sich der Pilz in seine sehnige Form verändert. Die Forscher versuchten, den mutierten Pilz diesen bakteriellen Rivalen auszusetzen. Anstatt auf die bakteriellen Signale zu reagieren, behielt der Pilz seine sehnige Form bei. Die Forscher glauben, dass diese Pilze sich entwickelt haben, um der Taktik ihrer bakteriellen Rivalen entgegenzuwirken.

"Wir glauben, dass die Interaktion zwischen Bakterien und Pilzen das vorangetrieben hat", sagt Cowen. "Gewöhnlich ist es keine gute Sache, die Kontrolle zu verlieren, aber in diesem Fall könnte es ein guter Abwehrmechanismus für Candida sein. Diese Pilze haben im Wesentlichen gelernt, die Bakterien zu ignorieren."

Diese Studie wurde heute in der Zeitschrift PLOS Pathogens veröffentlicht.Es war Teil eines großen interdisziplinären Forschungsstipendiums der Canadian Institutes of Health, an dem Forscher aus verschiedenen Disziplinen beteiligt waren - Kliniker, Molekularbiologen, Evolutionsbiologen und Bioinformatiker arbeiteten an einer Vielzahl von mikrobiologischen Studien mit.

Cowen forscht weiter an den Auswirkungen von pilzlichen Pathogenen bei Mukoviszidosepatienten, die keine Mikroben aus ihren Atemwegen entfernen können und dadurch eine verminderte Lungenfunktion erleiden. Wir haben immer noch keine Heilung für diese tödliche genetische Krankheit. Sie versucht auch, die Rolle von Pilzen bei verschiedenen anderen Bedingungen besser zu verstehen.