Narušení dopaminové dráhy zastavuje obvody z vrhnutí do kůže

Thretační červy, které jsou typem parazitického nematodu, tráví spoustu času procházením po lidské kůži, strčením a procházením, aby našli nejlepší místo pro vstup před vložením. Ale narušení určité dopaminové senzingové cesty způsobuje, že ucla neurobiologové uvedli v novém papíru zveřejněném v novém papíru zveřejněné Přírodní komunikace.

U lidí je dopamin spojen s potěšením a odměnou. U parazitických červů je stejná molekula spojena s pohonem pro pronikání kůže. Bez signalizace dopaminu se červi stále plazí na povrchu kůže, ale jen zřídka se pokoušejí přehrát do kůže. Vědci se domnívají, že lokální příprava, která narušuje tuto dopaminovou cestu, by mohla zabránit infekci a být použity podobně jako způsob, jakým DEET komáři brání kousnutí komárů.

Globálně je více než 600 milionů lidí infikováno podproces pro pronikající kůži, Strongyloides stercoralis, Většinou v tropických a subtropických oblastech se špatnou hygienickou infrastrukturou. Červ je vylučován z infikovaného hostitele ve výkale a poté vstoupí do země, aby čekal na nového hostitele. Když pes nebo člověk prochází nebo se dotkne zamořené země, červ, který má v této fázi asi polovinu velikosti tužky špičky tužky (0,5 mm), vstoupí do hostitele skrz kůži, aby dokončil komplikovaný životní cyklus a vytvořil infekci, která může pro hostitele způsobit vážnou onemocnění.

Co vědci potřebovali vědět o nematodech

Než jsme to začali, věděli, že červi jdou do hlavy kůže. Ale kromě toho v podstatě nebylo o chování, které provádějí, v podstatě nic známo, aby jim umožnily dostat se do kůže. “

Elissa Hallem, odpovídající autorka, profesorka UCLA mikrobiologie, imunologie a molekulární genetiky

Hallem studuje smyslové dráhy v závitovém červu, které mu pomáhají pohybovat se v jeho životním cyklu a umožňují mu najít a infikovat hostitele. Začátkem tohoto roku její laboratoř zjistila, že nematody reagují odlišně na oxid uhličitý v různých fázích jejich životního cyklu, což by mohlo vědcům pomoci najít způsoby, jak předcházet nebo vyléčit infekce zaměřením na CO₂-Sensing Pathway.

Aby studoval chování, které pomáhají červům proniknout do kůže, UCLA Postdoctoral Researcher Ruhi Patel je dal na vzorky pokožky potkana a lidské kůže a zaznamenal to, co dělali mikroskopem. Nematody podstoupily genetickou manipulaci, aby byly fluorescenční, což bylo nezbytné pro to, aby bylo možné vizualizovat jinak průsvitné červy na povrchu kůže.

Jak nematody reagovaly

Patel zjistil, že červi velmi rychle pronikli kůží potkana, ale strávili až 10 minut zkoumáním lidské kůže, aby našli správné místo před tím, než se vrhli. Když Patel opakoval experiment s úzce příbuzným druhem krysí-parazitické nematody, zjistila, že pronikla do lidské a potkaní kůže, ale byla méně účinná na lidské kůži, pronikla, pronikla, pronikla do doby, kdy byla doba. To naznačuje, že ačkoli oba typy parazitických červů mohou proniknout do hostitelské a nehostitelské kůže, mají chování specifické pro hostování kůže, která zlepšují jejich šance na úspěch vstupu.

„Vypadá to, že některé části lidské kůže jsou pro ně snazší dostat se do jiných, a vypadá to, že jsou to druh vzorkování povrchu kůže a snaží se najít místo, kde se mohou snadněji dostat,“ řekl Patel. „Bez těchto chování s procházením kůže jsou paraziti při vstupu do kůže méně úspěšní.“

Když vědci editovali S. Stercoralis Genom k narušení genu kódujícího specifický iontový kanál zvaný TRP-4, který funguje v neuronech, které uvolňují dopamin, řasy téměř zcela nedokázaly proniknout do kůže. Kanál TRP-4 se vyskytuje nejen v závitách, ale také v háčcích, dalším člověkem-parazitickým nematodem, která je v částech Spojených států běžná. Kanál TRP-4 však u lidí chybí.

Na základě jejich zjištění vědci nyní předpokládají, že blokování funkce kanálu TRP-4 by mohlo být důležitým mechanismem pro kontrolu nematod. Vzhledem k tomu, že lidé chybí tento kanál, existuje velmi nízké riziko pro naši vlastní dopamin-senzingovou cestu. Vědci doufají, že lokální krémy nebo pleťové vody, které blokují TRP-4 nebo jiné komponenty dráhy sdělující dopaminu nematodové, by mohly zabránit infekcím dříve, než začnou.

Hallem je členem MacArthur a její laboratoř byla financována výhradně národními granty na zdraví, které byly nyní pozastaveny.

„Veškerý výzkum v mé laboratoři byl financován NIH a Dr. Patel měl také individuální postdoktorandské společenství z NIH, které podporovalo její plat. Bez financování NIH neexistuje způsob, jak pokračovat v tomto výzkumu nebo dokonce udržet naše nematodové kmeny naživo.