발견은 수면병 기생충이 면역 반응을 어떻게 따돌리는지 밝혀냈습니다.

존스홉킨스 블룸버그 공중보건대학원 연구자들이 주도한 새로운 연구는 인간의 아프리카 수면병과 소와 다른 동물의 관련 질병을 유발하는 혈액 매개 기생충이 숙주에 장기 감염을 일으키는 방식에 대한 빛을 비춥니다. 연구자들은 마우스 모델을 사용하여 트리파노소마 브루세이가 본질적으로 숨바꼭질을 하며 숙주의 조직에 자리를 잡고 보호 표면 코트를 끊임없이 바꾸고 항체를 회피할 수 있음을 보여주었습니다.

10월 30일 Nature 에 발표된 이 발견은 다른 병원체에 대한 면역 반응을 이해하는 길을 열어줄 가능성이 있습니다.

아프리카 수면병(인간 아프리카 트리파노소마증이라고도 함)은 치료하지 않으면 일반적으로 인간에게 치명적인 소홀히 여겨지는 열대성 질병입니다. 치료 캠페인과 츠체파리 방제 활동이 인간 아프리카 트리파노소마증을 통제하는 데 도움이 되었지만, T. brucei는 여전히 아프리카 농부들에게 큰 문제로 남아 있으며, 매년 약 300만 마리의 소를 죽입니다.

T. brucei 기생충은 단일 단백질인 변형 표면 당단백질(VSG)의 수백만 개 사본으로 구성된 표면 코트를 끊임없이 변화시킵니다. 숙주의 항체 반응에 의해 하나의 VSG가 인식되면 기생충은 이미 면역 체계가 아직 발견하지 못한 새로운 VSG로 "전환"합니다. 이러한 변형 유전자 중 어느 것이 활성화되는지를 변경함으로써 기생충은 숙주의 면역 반응을 장기간 회피할 만큼 외관을 바꿀 수 있습니다.

T. brucei 기생충은 tsetse 파리에 물려 혈류에 들어간 후 혈류 외부 조직도 ​​감염시킵니다. 이 기생충의 "혈관 밖" 집의 기능은 이전에는 불분명했습니다. T. brucei가 면역 체계를 어떻게 회피하는지에 대한 완전한 이해를 얻기 위해 연구자들은 맞춤형 RNA 시퀀싱 방법을 사용하여 마우스에서 T. brucei 감염 중에 시간이 지남에 따라 나타난 고유한 VSG 유형을 카탈로그화했습니다.

연구자들은 VSG의 대부분이 혈류가 아닌 조직에서 발생한다는 것을 발견했습니다. 또한 면역 체계에 의한 기생충 제거가 조직에서 더 느리다는 것을 발견했습니다. 그들의 연구 결과에 따르면 혈류에서 혈관 외 공간으로 이동하면 T. brucei 가 숙주에서 장기적으로 생존할 수 있는 충분한 VSG 변종을 생성할 수 있는 중요한 "호흡 공간"을 제공하여 지속적인 전파를 보장합니다.

"이 연구는 T. brucei 감염 및 잠재적으로 다른 만성 감염 에서 면역 회피에 대한 새로운 사고방식의 토대를 마련했습니다." 블룸버그 스쿨 분자 미생물학 및 면역학과의 준교수이자 연구의 수석 저자인 Monica Mugnier 박사가 말했습니다.

이 연구의 첫 번째 저자인 알렉산더 비버 박사는 연구 당시 뮤그니어 연구실에서 박사과정 학생이었습니다.

tsetse 파리에 의해 전파되는 T. brucei 기생충은 사하라 이남 아프리카의 많은 지역에서 발견됩니다. 아프리카의 많은 야생 포유류는 질병의 징후를 보이지 않고 기생충을 품고 있어 저장고 역할을 합니다. 사람과 소, 양, 염소와 같은 가축에서 T. brucei 감염은 만성 질환을 일으킬 수 있으며, 후기 단계에서는 심각한 무기력증과 기타 신경계 증상을 수반합니다.

기생충은 츠체파리에 물렸을 때 혈류를 통해 포유류 숙주에 들어가고, 보통 같은 방식으로 빠져나갑니다. T. brucei가 혈액에서 혈관 외 공간으로 퍼지는 이유는 해결되지 않은 의문이었습니다. 이 연구에서 Mugnier와 그녀의 팀은 자체 VSG 표적 RNA 시퀀싱 방법을 사용하여 감염된 쥐의 혈액과 조직에서 회수한 T. brucei 기생충에서 시간이 지남에 따라 다양한 VSG의 발현을 기록했습니다.

그들은 감염이 일주일 이상 지속되면 마우스 조직에서 검출 가능한 VSG 수가 평균적으로 혈액의 수보다 몇 배 더 많다는 것을 보여주었습니다. 따라서 병원균이 면역 반응을 회피하는 능력의 핵심 결정 요인인 VSG 다양성의 대부분은 혈액이 아닌 조직에서 발견되었습니다. 이는 마우스가 바늘이나 츠체파리 물림에 의해 감염되었는지 여부와 관계없이 마찬가지였습니다.

연구자들이 초기 감염에서 특정 VSG를 추적했을 때, 그들은 이러한 VSG를 지닌 기생충의 면역 제거가 혈액보다 조직에서 상당히 늦게 일어났다는 것을 발견했습니다. 마찬가지로, 기생충의 조직 제거가 더 지연되도록 조작된 마우스를 사용했을 때, 조직 VSG 다양성은 그에 상응하게 더 컸습니다.

전반적인 결과는 T. brucei 가 더 오래 생존할 수 있는 비교적 보호된 공간으로 조직을 활용하여 더 다양한 변종을 생성하고 면역 체계가 따라잡을 수 있는 속도보다 더 빠르게 이러한 변종을 혈류에 다시 퍼뜨릴 가능성이 있음을 시사합니다.

"조직은 한때 T. brucei 의 우연한 감염 부위로 여겨졌 지만, 지금은 이 기생충의 장기적인 감염을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보이며 , 혈류는 조직 간 이동과 궁극적으로 츠체파리로의 재전송을 위한 고속도로 시스템 역할을 더 많이 할 수 있습니다."라고 Mugnier는 말합니다.

그녀는 이 새로운 모델이 T. brucei 가 혈액에서 조직으로 퍼지는 능력을 방해하면 면역 체계가 감염을 따라잡고 종식시키기에 충분할 수 있으며, 따라서 귀중한 새로운 치료 전략이 될 수 있다고 덧붙였다.

또한 무그니어와 그의 동료들은 혈관 밖 공간을 이용하는 것이 다른 병원균(예: 라임병 박테리아)이 만성 감염을 일으키는 데 사용하는 전술일 수도 있다고 의심하고 있습니다.

" T. brucei 감염은 혈관외 공간이 병원균 제거에 덜 효율적인 이유와 일부 병원균이 이를 어떻게 이용하는지 이해하는 데 유용한 모델이 될 수 있습니다."라고 Mugnier는 말합니다.

이 연구는 미국 국립보건원(T32AI007417, T32OD011089, 1K99GM132557-01, DP5OD023065, R01AI58805), 챈 주커버그 이니셔티브, 독일 연구 재단, 유럽 연구 위원회의 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241030145811.htm