Организмы, вызывающие висцеральный лейшманиоз, потенциально смертельную версию паразитарного заболевания, которое чаще всего поражает кожу и вызывает уродующую болезнь, по-видимому, обладают секретным оружием, как показывают новые исследования: они могут заражать неиммунные клетки и персистировать в этих необычных средах.

Исследователи обнаружили паразитов Leishmania donovani в связанных с кровью стволовых клетках костного мозга хронически инфицированных мышей — клетках-предшественниках , которые могут регенерировать все типы клеток кроветворной системы. Это открытие может помочь объяснить, почему у некоторых людей, у которых развивается висцеральный лейшманиоз, который при отсутствии лечения приводит к летальному исходу, часто также наблюдаются заболевания крови, такие как анемия.

Идентификация этих клеток и других неожиданных мест, в которых живут эти паразиты, улучшает понимание учеными болезни и может привести к новым вариантам лечения, говорит старший автор исследования Абхай Сатоскар, профессор патологии Медицинского колледжа Университета штата Огайо.

«Лечение пациента препаратами от лейшмании никогда не устраняет всех паразитов из организма — они сохраняются на всю оставшуюся жизнь пациента», — сказал Сатоскар. «Возможно, эти необычные клетки являются клетками, ответственными за укрытие этих паразитов в небольших количествах. Некоторые лекарства могут не достигать этих клеток должным образом или могут быть неэффективны в отношении этих паразитов, и, возможно, паразиты в этих типах клеток отличаются от паразитов в иммунных клетках . Клетки , потому что они могут адаптироваться. Было бы важно уничтожить этих скрытых паразитов, если мы хотим остановить передачу болезни.

«Это меняет наше представление об этом паразите: если заражены необычные клетки, какова их роль? Что паразиты там делают? Как им удалось избежать лечения лекарствами? Отличаются ли они от паразитов в других клетках или от паразитов в других клетках?» то же самое? Есть много вопросов».

Исследование было недавно опубликовано в журнале Cell Reports .

Кожный лейшманиоз — это обезображивающее кожное заболевание, вызываемое основными паразитами Leishmania, которым ежегодно страдают до 1,2 миллиона человек в тропиках, тогда как паразиты L. donovani вызывают менее распространенный висцеральный лейшманиоз , поражающий внутренние органы , поражающий примерно 100 000 человек в год. Ученые подозревали, что L. donovani могут выходить за пределы своих иммунных клеток-хозяев, поскольку они задерживаются в организме, но эти подозрения трудно подтвердить с помощью большинства традиционных технологий, поскольку количество инфицированных клеток невелико.

Сатоскар и его коллеги использовали секвенирование одноклеточной РНК для поиска паразитов в клетках селезенки и костного мозга хронически инфицированных мышей. Этот метод позволил команде идентифицировать отдельные типы клеток на основе тысяч генов, экспрессируемых клетками, которые функционируют как сигнатура каждого типа клеток. Одновременно исследователи определили, какие типы клеток были (и не были) инфицированы паразитами L. donovani, основываясь на наличии или отсутствии генов, которые, как известно, экспрессируются этими организмами.

В селезенке большинство обнаруженных инфицированных клеток представляли собой передние иммунные клетки — макрофаги и моноциты, известные как фагоциты, чья задача — поглощать вторгающиеся организмы.

«В учебниках говорится, что лейшмании являются паразитами иммунных клеток, в основном фагоцитов, которые захватывают эти клетки и живут там. Это то, что мы узнали в течение многих лет», — сказал Сатоксар, также профессор микробиологии в штате Огайо. «Хотя это была догма, оказывается, что во время хронической инфекции они также заражают другие типы клеток».

Исследование показало, что эти инфекционные организмы не ограничивались только фагоцитирующими клетками в любом органе — в костном мозге родственные с кровью (кроветворные) стволовые клетки были основными паразитируемыми клетками, удивительное открытие, которое было подтверждено с помощью отдельного одноклеточного исследования. анализ. Тот факт, что их внешняя поверхность имеет те же рецепторы, что и типичные мишени иммунных клеток, намекает на то, почему и как они укрывают паразитов, сказал Сатоскар.

Другие типы клеток в обоих органах, чья экспрессия генов предполагает, что они содержат паразитов L. donovani, включают лейкоциты, которые помогают иммунной системе, но не поглощают инфекционные организмы, и клетки, ответственные за выработку тромбоцитов.

«Обнаружение генов Leishmania, связанных с другими клеточными сигнатурами, дает нам подсказку о том, какие клетки следует искать в последующих протоколах», — сказал Сатоскар.

Эта работа имеет потенциал для быстрого внедрения в тестирование тканей человека в некоторых тропических регионах , где взятие игольчатой ​​аспирации образцов селезенки и костного мозга является рутинной процедурой для людей, подверженных риску лейшманиоза. Такие образцы можно использовать, чтобы определить, заселены ли неиммунные клетки паразитами у людей.

«Это органы, в которых эти паразиты сохраняются в течение многих, многих лет после того, как инфекция вылечена, и у человека, у которого снижается иммунитет, может снова развиться заболевание», — сказал Сатоскар. «Благодаря нашим данным о животных и тому, что мы находим в образцах людей, мы надеемся понять пути, которые помогают паразитам выжить, и использовать эти знания для разработки новых методов лечения, нацеленных на эти пути».

В число соавторов входят Константинос Карагианнис, Шринивас Ганнаварам, Талия Пачеко-Фернандес, Парна Бхаттачарья и Хира Накхаси из Управления по контролю за продуктами и лекарствами, а также Чайтенья Верма из штата Огайо.