Trypanosoma brucei (Трипаносома брюсовая)
-
Описание Trypanosoma brucei
- Паразитический кинетопластид, обитающий в Африке к югу от Сахары
- Вызывает африканский трипаносомоз у людей и нагану у животных
- Включает три подвида: T. b. brucei, T. b. gambiense и T. b. rhodesiense
-
История и открытия
- Сонная болезнь у животных описана в древнеегипетских письмах
- В 19 веке болезнь была распространена в южной и Восточной Африке
- В 1894 году Дэвид Брюс обнаружил паразита, вызывающего нагану
- В 1899 году паразит был назван Trypanosoma brucei
-
Вспышки и комиссии
- В Уганде в 1898 году зарегистрирован первый случай заражения человека
- В 1902 году создана комиссия по сонной болезни для расследования эпидемии
- В 1903 году Брюс установил, что болезнь передается мухой цеце
-
Открытие трипаносом человека
- Роберт Майкл Форд и Джозеф Эверетт Даттон обнаружили паразита у человека в 1901 году
- В 1910 году Джон Уильям Уотсон Стивенс и Гарольд Бенджамин Фантэм обнаружили другой вид трипаносомы
-
Виды и распространение
- T. b. gambiense вызывает хронический трипаносомоз у людей и животных
- T. b. rhodesiense вызывает острый трипаносомоз у людей
- T. brucei является комплексом видов, включающим три подвида
-
Распространение и резервуар
- T. brucei распространен в южной и Восточной Африке
- Основной резервуар — охотничьи животные и домашний скот
-
Подвиды и их особенности
- T. b. brucei не инфекционен для человека
- Подвиды различаются географическим положением и молекулярными маркерами
- Ген SRA используется для дифференциации T. b. rhodesiense
- Ген TgsGP обнаружен только у T. b. gambiense
-
Структура и жизненный цикл
- T. brucei — одноклеточный эукариотический паразит
- Имеет удлиненный корпус и кинетопласт
- Жизненный цикл включает стадии в мухе цеце и млекопитающих-хозяевах
-
Жизненный цикл в мухе цеце
- Муха цеце переносит трипаносомы, поедая трипомастиготы
- Трипомастиготы превращаются в проциклические трипомастиготы в средней кишке мухи
- Проциклические трипомастиготы мигрируют в слюнные железы мухи
- В слюнных железах трипомастиготы размножаются и превращаются в метациклические трипомастиготы
-
Жизненный цикл в млекопитающих-хозяевах
- Заражение происходит через укус мухи цеце
- Трипомастиготы попадают в кровоток и размножаются
- Длинные тонкие формы проникают в ЦНС и плаценту
- Дикие животные могут быть резервуарами инфекции
-
Адаптации и поведение
- Трипомастиготы вырабатывают антигенные вариации для защиты от иммунной системы
- Муха цеце вырабатывает серпины для подавления инфекции
- Паразит изменяет поведение мухи, увеличивая вероятность передачи инфекции
-
Метаболические изменения и синтез нейромедиаторов
- Отсутствие глюкозо-6-фосфат-1-дегидрогеназы у инфицированных мух
- Индукция декарбоксилазы ароматической L-аминокислоты и гиперчувствительного белка α-метилдопа
-
Воспроизведение и мейоз
- Бинарное деление и мейоз у Т. брюсеи
- Мейоз не всегда необходим для полного жизненного цикла
- Гаплоидные гаметы могут взаимодействовать и сливаться
-
Инфекция и патогенность
- Насекомые-переносчики: мухи цеце
- Основные векторы: G. пальпалис, G. тахиноиды, G. чипсы для T. b. гамбиенсе
- Основные векторы: G. морситанс, G. бледнолицый, G. суиннертони для T. b. родезийцев
- Трипаносомоз животных передается десятком видов глоссин
-
Химиотерапия и разработка лекарств
- Сурамин, пентамидин, меларсопрол, эфлорнитин и нифуртимокс
- Меларсопрол эффективен против двух типов паразитов, но токсичен
- Гомидиум и диминазена ацетурат используются для лечения животных
- Фексинидазол и бензоксаборола акозиборол рассматриваются как перспективные препараты
-
Фитохимические вещества и распределение
- Khaya senegalensis и другие фитохимические вещества показали многообещающие результаты
- T. brucei встречается в тропических лесах, муссонах и саваннах Африки
- T. b. rhodesiense в Восточной Африке, T. b. гамбиенсе в Центральной и Западной Африке
-
Влияние и эволюция
- T. бруцеллезный энцефалит вызывает заболевания у домашнего скота
- T. brucei gambiense произошла от единственного предка около 10 000 лет назад
- Геном Т. brucei включает 11 пар крупных хромосом и около 100 мини-хромосом
-
Генетика и геном
- Две подгруппы T. b. гамбиенсе различаются по генотипу и фенотипу
- Группа 1 избегает поглощения частиц TLF, группа 2 нейтрализует или компенсирует воздействие TLF
- Геном Т. brucei секвенирован и доступен на GeneDB
- Митохондриальный геном сконденсирован в кинетопласте
-
Структура и функции VSG
- VSG — это белки массой 60 кДа, образующие поверхностный слой толщиной 12-15 нм.
- Димеры VSG составляют около 90% всех белков клеточной поверхности трипаносом.
- VSG обладают высокой иммуногенностью и быстро уничтожаются иммунной системой.
-
Переключение экспрессии VSG
- При каждом клеточном делении существует вероятность переключения экспрессии VSG.
- Частота переключения составляет около 0,1% на одно деление.
- Популяция паразита может достигать 1011 особей в хозяине.
-
Экспрессия генов VSG
- Экспрессия генов VSG происходит через активацию другого сайта экспрессии или изменение гена VSG.
- Геном содержит сотни или тысячи генов VSG, которые могут быть перемещены в активный сайт.
- Сайленсинг VSG обусловлен влиянием гистонов H3.V и H4.V.
-
Уничтожение трипаносом человеческой сывороткой
- Trypanosoma brucei чувствителен к трипанолитическим факторам сыворотки крови приматов.
- Трипанолитические факторы включают белок, связанный с гаптоглобином (HPR), и аполипопротеин L-1 (ApoL1).
- ApoL1 является основным летальным фактором, убивающим трипаносомы.
-
Механизмы резистентности
- Trypanosoma brucei gambiense устойчив к ApoL1 из-за гидрофобного β-слоя и мутаций в TbHpHbR.
- Trypanosoma brucei rhodesiense устойчив к ApoL1 благодаря сывороточному белку, ассоциированному с резистентностью (SRA).
-
Ген SRA и его функции
- SRA представляет собой усеченную версию поверхностного антигена паразита.
- Имеет низкую гомологию последовательностей с геном VSG (<25%).
- Ассоциирован с участком экспрессии в T. b. rhodesiense.
- Белок локализован в цитоплазматических пузырьках между жгутиковым карманом и ядром.
-
Взаимодействие SRA и ApoL1
- SRA связывается с ApoL1 в лизосомах трипаносомы.
- Взаимодействие предотвращает высвобождение ApoL1 и лизис лизосом.
- Это предотвращает гибель паразита.
-
Устойчивость бабуинов к T. b. rhodesiense
- Бабуины устойчивы к T. b. rhodesiense благодаря мутациям в гене ApoL1.
- Мутации включают два критических лизина, предотвращающие связывание ApoL1 с SRA.
- Экспериментальные мутации, защищающие ApoL1 от SRA, придают трипанолитическую активность.
-
Исследования и рекомендации
- Саймон Гаскелл исследует различные формы масс-спектрометрии для определения количества и долговечности белков.
- Триптофол, химическое соединение, вырабатываемое Т. бруцин, вызывает сон у людей.