Группа исследователей UTSW определила молекулу, вырабатываемую самцами паразитических червей, называемую шистосомами, которая вызывает половую зрелость у самок этих видов. Выводы, опубликованные в Cell , помогают ответить на вековую загадку и могут привести к новым методам лечения одного из самых серьезных забытых тропических заболеваний, называемого шистосомозом, который, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), убивает до 200 000 человек в год.
«Шистосомоз не только поражает людей, которые бедны, он делает их бедными, не позволяя им полностью раскрыть свой потенциал», — сказал руководитель исследования Джеймс Коллинз, доктор философии, адъюнкт-профессор фармакологии в Юго-Западном университете штата Техас. «Наши результаты показывают, как понимание биологических процессов в этих червях однажды может дать надежду сотням миллионов людей, зараженных этими паразитами».
По оценкам ВОЗ, около 220 миллионов человек больны шистосомозом, в основном дети в Африке, Азии и Южной Америке. Паразиты-плоские черви, вызывающие это заболевание, имеют сложный жизненный цикл, включающий стадии как у пресноводных улиток, так и у млекопитающих. Обитая в кровеносной системе млекопитающих-хозяев, шистосомы питаются кровью и откладывают большое количество яиц, которые оседают в тканях и органах, вызывая множество симптомов, включая боль в животе , диарею, кровавый стул или кровь в моче.
Доктор Коллинз объяснил, что в отличие от большинства видов плоских червей, которые являются гермафродитами, шистосомы имеют мужской и женский пол. Почти столетие назад исследователи обнаружили, что самки должны находиться в физическом контакте с самцами, чтобы стать и оставаться половозрелыми, а также отложить яйца, ответственные за симптомы и размножение шистосомоза. Однако механизм этого необычного пути к половой зрелости неизвестен.
Чтобы лучше понять это явление, аспирант Руй Чен, в то время научный сотрудник Jipeng Wang, доктор философии, в лаборатории Коллинза, и их коллеги искали изменения в активности генов, когда мужские и женские шистосомы вступали в контакт. Вскоре они обнаружили, что ген под названием gli1, по-видимому, играет ключевую роль в обеспечении половой зрелости самок у самцов. Когда исследователи удалили gli1 у самцов, половые органы самок остались незрелыми, и они никогда не откладывали яйца.
Поскольку gli1 является фактором транскрипции, ответственным за контроль активности многочисленных генов, исследователи искали другие гены, управляемые gli1 у мужчин, которые могут быть ключевыми для половой зрелости женщин. Их поиск выявил ген, который они назвали нерибосомальной пептидной синтетазой Schistosoma mansoni (Sm-nrps), который связывает аминокислоты вместе в короткие пептиды. Показав, что Sm-nrps у самцов также необходим для запуска и поддержания половой зрелости у самок, дальнейшие исследования показали, что ключевым продуктом, производимым этим геном, является небольшой пептид, называемый b-аланил-триптамином. Дозирования самок шистосом только этим пептидом было достаточно, чтобы начать и продолжить половую зрелость , даже без присутствия самца.
Доктор Коллинз отметил, что, поскольку яйца шистосом являются основной причиной проблем со здоровьем, связанных с шистосомозом, и способствуют его распространению, блокирование любой части этого пути может предложить новый способ борьбы с этим заболеванием. Кроме того, хотя у многих животных есть гены, сходные с Sm-nrps, ни об одном из них не сообщалось, что он играет роль в химической передаче сигналов, что указывает на открытие ранее неизвестного типа коммуникации между животными. Доктор Коллинз сказал, что он и его коллеги планируют продолжить исследование этого пути у различных видов шистосом и искать аналогичные пути у других животных.
