TA NIESAMOWITA TRYPANOSOMA!

C≤┐ mo┐e byµ niezwyk│ego w niewielkim, paso┐ytniczym pierwotniaku wywo│uj▒cym na dodatek tak nieprzyjemn▒ chorobΩ jak ╢pi▒czka ? (patrz: "W pustyni i w puszczy", H. Sienkiewicz) Ten ╢widrowiec, wystΩpuj▒cy we krwi zaka┐onych ssak≤w, a przenoszony przez muchΩ Tse-Tse, trapi mieszka±c≤w Afryki i Ameryki Po│udniowej oraz ich byd│o. Nie to jest jednak przyczyn▒ jego pojawienia siΩ w tej pracy.

Trypanosoma brucei wykszta│ci│a sobie bowiem unikalny i niezwykle sprawny system chroni▒cy j▒ przed atakiem ze strony uk│adu immunologicznego. Jest to doskona│y przyk│ad wspominanego ju┐ dramatycznego wy╢cigu pomiΩdzy uk│adem odporno╢ciowym a paso┐ytami (link do mojego rozdzia│u o Ig) atakuj▒cymi organizm. Obie strony staraj▒ siΩ "przechytrzyµ" przeciwnika, wykszta│caj▒c coraz to nowe metody obrony i ataku.

Na razie skuteczniejsza jest, niestety, Trypanosoma. Tylko jej dwa gatunki: T. cruzi i T. brucei wystΩpuj▒ u ponad 20 milion≤w ludzi, powoduj▒c ╢mierµ niemal 70 tysiΩcy os≤b rocznie. O lat trwaj▒ badania nad wynalezieniem skutecznej szczepionki.

ªwidrowiec wytworzy│ szereg mechanizm≤w chroni▒cych go przed uk│adem odporno╢ciowym: wytwarzaj▒ proteazΩ odcinaj▒c▒ fragment Fc przeciwcia│, produkuj▒ bia│ko przyspieszaj▒ce rozk│ad czynnik≤w niszcz▒cych obce cz▒steczki w organizmie, umiej▒ te┐ wytwarzaµ kana│y w b│onie kom≤rek ┐ernych, uciekaj▒c z nich przed stawieniem.

Jednak najciekawszym przystosowaniem, z punktu widzenia genetyki

molekularnej, jest zjawisko PRZEúíCZANIA ANTYGENOWEGO.

Powierzchnia kom≤rki Trypanosoma brucei pokryta jest gΩstym p│aszczem zbudowanym z glikoprotein VSG. S▒ one rozpoznawane przez uk│ad odporno╢ciowy, jako g│≤wny antygen paso┐yta. Przeciwko nim uruchamiana jest odpowied╝ immunologiczna i przeciwko VSG produkowane s▒ przeciwcia│a.

Jednak w miΩdzyczasie pierwotniak zmienia dotychczasowe glikoproteiny powierzchniowe, zastΩpuj▒c je innymi, o innej specyficzno╢ci antygenowej. Ca│y wiΩc atak uk│adu odporno╢ciowego chybia celu.

Takie PRZEúíCZANIE ANTYGENOWE zachodzi wystarczaj▒co szybko i czΩsto, by uciec przed posiadaj▒cym przecie┐ ogromne zasoby uk│adem immunologicznym. Ponadto genom Trypanosoma zawiera prawdopodobnie tysi▒ce wersji gen≤w VSG, co skazuje na niepowodzenie poszukiwania klasycznej szczepionki przeciw temu ╢widrowcowi, poniewa┐ ka┐da szczepionka wywo│a odporno╢µ przeciwko jednemu tylko, z wielu mo┐liwych antygen≤w VSG.

Mechanizm takiej zmiany produkowanych glikoprotein musi byµ do╢µ z│o┐ony, je┐eli wzi▒µ pod uwagΩ nastΩpuj▒ce czynniki;

- kom≤rka Trypanosoma jest znacznie wiΩksza i bardziej skomplikowana, ni┐ kom≤rka bakterii (r≤wnie┐ wykazuj▒cych zmienno╢µ antygenow▒)

- produkt gen≤w VSG stanowi▒ przynajmniej ok. 10% wszystkich bia│ek wytwarzanych przez Trypanosoma. proces ten musi byµ wiΩc niezwykle wydajny i zachodziµ na du┐▒ skalΩ

- zmiana antygenowo╢ci musi zachodziµ relatywnie czΩsto, by w populacji paso┐yt≤w we krwi ┐ywiciela pojawi│ siΩ chocia┐ jeden osobnik o innych VSG od pozosta│ych, zanim uk│ad immunologiczny zdo│a zniszczyµ wszystkie osobniki populacji

- osobniki wytwarzaj▒ce nowe VSG nie mog▒ w ┐adnym wypadku wci▒┐ wytwarzaµ poprzednich VSG, aby nie staµ siΩ obiektem ataku uk│adu odporno╢ciowego.

Za pomoc▒ sond z mRNA dla VSG, wyizolowanych w r≤┐nych stadiach infekcji, zlokalizowano geny dla tych glikoprotein w genomie Trypanosoma.

Geny VSG odnaleziono w dw≤ch miejscach w genomie ╢widrowca: jako wielokrotnie powt≤rzone r≤┐ne kopie w centralnej czΩ╢ci chromosom≤w i jako pojedyncze kopie na ko±cach chromosom≤w (w odcinku telomerowym). Kopie telomerowe znaleziono dot▒d w trzech r≤┐nych chromosomach (choµ prawdopodobnie s▒ te┐ w innych).

Gen VSG ulegaj▒cy aktualnie ekspresji by│ zlokalizowany w│a╢nie na jednym z odcink≤w telomerowych. W danym momencie tylko jedna spo╢r≤d kopii telomerowych ulega ekspresji, jednak mechanizm inaktywacji pozosta│ych nie zosta│ dot▒d poznany. Byµ mo┐e opiera siΩ on na zmianach stanu spiralizacji chromatyny.

Kilka tysiΩcy kopii (!) genu VSG umieszczonych wewn▒trz chromosomu mo┐e ulec ekspresji tylko po duplikacji i przeniesieniu do miejsca telomerowego (prawdopodobnie na skutek bezpo╢redniej konwersji genu).

Badaj▒c mRNA pobrane z kom≤rek Trypanosoma w r≤┐nych stadiach infekcji, stwierdzono, ┐e wszystkie one, niezale┐nie od antygenowo╢ci, zaczynaj▒ siΩ identyczn▒ sekwencj▒ z│o┐on▒ z 35 par zasad. Co najciekawsze ani wyj╢ciowa (╢r≤dchromosomalna ) kopia genu VSG, ani kopia przeniesiona do rejonu telomerowego, ani wreszcie samo miejsce aktywne transkrypcyjnie nie zawieraj▒ DNA tej 35 nukleotydowej sekwencji.

Sk▒d wiΩc pochodzi ten "mini-egzon"?

W jednym ze zbadanych odcink≤w telomerowych, w kt≤rym zachodzi│a ekspresja na przestrzeni 550 kilobaz (550 000 par zasad !) nie znaleziono ┐adnej sekwencji podobnej do odnajdywanych w ka┐dym z mRNA dla cz▒stek VSG.

Poszukiwane "mini-egzony" znaleziono za to w zupe│nie innym, odleg│ym miejscu genomu Trypanosoma w postaci oko│o 200 tandemowo u│o┐onych kopii. Oznacza to, ┐e transkrypcja kompletnego mRNA dla VSG jest nieci▒g│a i transkrypt 35 -zasadowej sekwencji jest w jaki╢ spos≤b do│▒czany do transkryptu pozosta│ej czΩ╢ci VSG.

Jedn▒ z hipotez pr≤buje t│umaczyµ to zjawisko wystΩpowaniem unikalnego mechanizmu TRANS-SPLICINGU (zobacz r≤wnie┐: splicing). Polega│by on na │▒czeniu cz▒stek mRNA pochodz▒cych z transkrypcji r≤┐nych, oddalonych od siebie fragment≤w DNA.

DETERMINACJA PúCI U SSAK╙W

TO JESZCZE NIE WSZYSTKO !

Webmaster