Guardia под микроскопом
Если вы когда-либо пили неочищенную водопроводную воду в отпуске, вы, возможно, вернулись домой с неожиданным подарком: понос.
В большинстве случаев виноват устойчивый водяной паразит под названием Giardia, который отвечает за одно из самых распространенных желудочно-кишечных заболеваний в мире. Он заражает примерно 2% людей в развитых странах и 33%. Загрязненная вода может проникать в продукты питания, озера и даже городской водопровод.
Ученые все еще озадачиваются тем, что паразит делает внутри кишечника хозяина. Частично эта путаница возникает из-за того, что симптомы инфекции могут сильно различаться, от сильной тошноты, диареи и обезвоживания до отсутствия симптомов.
Но в новой публикации, опубликованной 29 января в журнале GigaScience, исследователи из Медицинской школы Нориджа в Университете Восточной Англии (UEA) в Англии, возможно, наконец обнаружили ответ. Выпуская белки, которые выглядят и действуют точно так же, как некоторые человеческие клетки, паразиты Giardia могут скрытно расщеплять клетки кишечника и оставлять их открытыми — потенциально подвергая желудочно-кишечный тракт хозяина риску.
«Мы были действительно удивлены простотой механизма», — сказал автор исследования Кевин Тайлер, старший преподаватель Медицинской школы в Норидже.
В своем новом исследовании Тайлер и его коллеги проанализировали несколько образцов Giardia с использованием масс-спектрометра для идентификации точной белковой композиции паразита. Из примерно 1600 белков, обнаруженных исследователями, две отдельные семьи оказались готовыми прорезать слои защитной слизи в кишечнике человека.
Первое семейство белков называется протеазами, белки, которые помогают организму человека переваривать другие белки.
«Однако, если вы поместите их в камеру, они будут есть через клеточную подкладку и наносят ущерб», — сказал Тайлер.
Второе семейство белков было более удивительным. «Была большая группа, которая очень напоминала человеческие белки, которые мы называем тенасцинами», — сказал Тайлер. «Мы считаем, что это структурные и функциональные подражания, которые эволюционировали независимо от паразита, чтобы делать то же, что и наши белки».
В человеческом теле тенасцины работают как часть вашей клеточной группы ремоделирования. «Они являются частью нашей внеклеточной матрицы, которая присутствует между клетками, чтобы склеить их вместе и сделать ткани», — сказал Тайлер.
«Большинство белков во внеклеточной матрице существуют, чтобы связывать клетки вместе, но когда нужно перемещать клетки и переделывать ткань, тогда нужны белки, которые могут их развязать», — сказал он. «Тенасцины разблокируют клетки».
В сочетании с протеазами эти подобные белки могут нанести ущерб кишечным клеткам. «С протеазой эти паразиты раздвигают клетки кишечника, чтобы получить питательные вещества, — сказал Тайлер, — и в сочетании с тенасцинами они не дают им восстановиться, по существу, эти белки поддерживают открытым поток питательных веществ».
Поскольку Giardia колонизирует кишечник, любые клетки, которые она разрезает, могут стать уязвимыми для непредсказуемого роя естественных кишечных бактерий (иначе известный как микробиом), которые также могут питаться сахарами, липидами и аминокислотами, просачивающимися между клетками. Этот бактериальный буфет, а не сама Giardia, может привести к самым серьезным симптомам лямблиоза.
«Большинство повреждений от инфекции Giardia, вероятно, происходит от сопутствующих бактерий, которые могут попасть в эту среду и начать размножаться на пищевых продуктах, которые выделяются между клеточными соединениями», — сказал Тайлер. «Поскольку у людей разные бактерии в их кишках, у некоторых может быть больше бактерий, вызывающих воспалительную реакцию, или у них иммунная система реагирует более воспалительным образом. Вероятно, это разница между теми людьми, которые испытывают серьезные симптомы и теми, у кого их нет».
Исследователи из UEA надеются, что это усиленное понимание Giardia приведет к более эффективному лечению, а также методам дифференциации наиболее опасных штаммов Giardia от более безобидных, сказал Тайлер.
