Gesundheit

Ein Trojanisches Pferd? Immunzellen Fähre tödlichen Pilz aus Maus-Lunge in das Blut

Ein Bericht heute in PLOS Pathogens zeigt, wie eingeatmete Pilzsporen verlassen die Lunge und führen zu einer tödlichen Infektion in Mäusen.

Die Studie löst ein Rätsel der Mykologie: Warum sind die Sporen von einem bestimmten pilzstamm tödlich, während die Hefe-form, der gleiche Pilz ist harmlos?

Studienleiter Christina Rumpf, professor der biomolekularen Chemie und der medizinischen Mikrobiologie und Immunologie an der University of Wisconsin-Madison, konzentriert sich auf Cryptococcus, die meisten tödlichen Pilz eingeatmet. Die kurze Antwort, sagt Sie, ist, dass Lungen-Makrophagen verlassen Ihre posten als Leibwächter und beginnen Schmuggel Sporen in die Blutbahn.

Normalerweise, Makrophagen kauen Krankheitserreger und spuckte Ihr inert-Fragmente. Aber in Cryptococcus – Infektionen, die Immunzellen dienen als trojanische Pferde, verbarg eine tödliche Fracht.

Die Studie ergab, dass Makrophagen in der Maus Lunge waren voller Leben, Cryptococcus Sporen. „Diese Zellen des Immunsystems sind als ein Fahrzeug zu überfallen, der rest des Körpers,“ sagt ersten Autor Naomi Walsh, „mit den Sporen im inneren verborgen, geschützt von anderen Arten von Immunzellen anzugreifen.“Cryptococcus betrifft vor allem Menschen mit immun-Beeinträchtigungen aufgrund von Krebs, zum Beispiel, oder AIDS. Der Pilz verursacht schwere Infektionen des Gehirns, was sich in mehreren hunderttausend Todesfällen pro Jahr weltweit.

Diese Besondere Pilz können in form von Sporen, die produziert werden während der sexuellen Reproduktion. Die Sporen sind langlebig Teilchen, die überleben können für die Jahre vor Keimen in der Hefe zu kompletten Lebenszyklus.

Pilzsporen sind auch überall in der Umwelt, so dass Menschen und andere Säugetiere, die üblicherweise inhalieren Sie, Hervorhebung der Notwendigkeit für den Schutz von Makrophagen und anderen Immunzellen in der Lunge.

Pilze haben eine große genetische Vielfalt. In einigen Stämmen, sowohl in Hefe-und Pilz-Sporen, die die Krankheit verursachen. In anderen, beide sind harmlos. Aber warum, Hull gefragt, wäre ein inhalatives Hefe eine Besondere Belastung verursachen keine Krankheit, wenn der gleiche Stamm wurde tödlich wie ein inhalatives spore?

In den PLOS-Krankheitserregern Bericht, Hull Gruppe sondiert, diese Inkonsistenz. Die neue Studie wächst von mehr als einem Jahrzehnt Wert der Forschung durch Hull ‚ s Labor, auf der Suche nach Risse in der Rüstung von Cryptococcus. Das launchpad wurde 2009 die Erfindung der ehemalige student Michael Botts eine praktische Methode für die Konzentration der großen Anzahl von Sporen mit einer Zentrifuge. Dass die Arbeit aktiviert Maus-Studien, die benötigt erhebliche Mengen der reinen Sporen.

In den Mäusen, die Sporen produziert von „nicht-virulenten“ Hefe-Stämme verursacht 100 Prozent Mortalität, Infektionen des Gehirns, der Niere, Lunge, Leber, und Milz, Walsh sagt. „Mäusen ausgesetzt, um die gleiche Dosis von Hefe hatte Pilz in der Lunge nur … und Sie sah gesund die ganze Zeit.“

Das trojanische Pferd hat mehr als schmuggeln Sporen aus der Lunge: die Makrophagen zur Verfügung gestellt Obdach für die Sporen, während Sie gekeimt in Hefe, die zeigen, wie die Sporen, begann eine tödliche Infektion.

Dieses Versagen der Immunabwehr zu Fragen, Hull sagt. Pilz-Infektionen sind schwer zu behandeln, denn Pilze sind viel näher an der Säugetiere, die auf den evolutionären Baum als Bakterien. Daher werden verbindungen, die Schaden Pilze neigen dazu, Menschen verletzen.

Regel brechen, wird die Regel in die neuen Ergebnisse, sagt Hull. „Wir haben zunächst festgestellt, dass die Sporen verursacht tödliche Krankheit, obwohl Sie genetisch identisch mit Hefe, die nicht Krankheit verursachen bei allen. Das ist ungewöhnlich. Dann entdeckten wir, dass die Krankheit trat nur dann auf, wenn Sporen eingehüllt wurden durch die Makrophagen, die normalerweise töten. Und schließlich, einmal in der ‚Schutz‘ der Makrophagen, die Sporen gekeimt, hitched eine Fahrt aus der Lunge, und die Mäuse krank. Immunzellen, die angeblich zum Schutz der Maus, vom Pilz-Erreger tatsächlich geholfen, der Pilz die Ursache der Krankheit ist.“

Die Trojaner-Strategie wurde bisher gesehen, in der Milzbrand, eine bakterielle Krankheit, bei der Zellen des Immunsystems, bewegen Sporen in ähnlicher Weise, aber dies ist das erste mal, es wurde identifiziert, für die eine inhalative Pilz-Erreger.

Indem Sie Licht auf diese Umwandlung von einem host defense in ein Pilz für ungut, Hull Erkenntnisse könnten dazu führen, Möglichkeiten zur Abschirmung Leute, die sind anfällig für den Pilz wegen der Immunschwäche. „Durch das Verständnis, wie die Sporen bewegen sich von der Lunge zu anderen Geweben,“ Walsh sagt, „wir können neue Strategien entwickeln, die zur Verhinderung von spore-vermittelte Pilzkrankheiten und lernen, wie zur Behandlung von Patienten effektiver.“

Ein weiterer Riss in der Rüstung kann der Prozess der Keimung, der Sporen, die für die Konvertierung nach Hefe, Walsh hinzu. „Der Mensch hat nicht einen Prozess der Keimung, und so, dass dieser Prozess zu einem attraktiven Ziel für prophylaktische Medikamente, die sollte nicht giftig für Säugetiere.“