Undersøgelsen, der ledes af forskere fra University of Nottingham og er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Cell Chemical Biology, har opdaget, at infektioner fra A.terreus kan “kapre” immunceller for at transportere sig selv og forårsage systemisk infektion.
Forskningen, der er et samarbejde med eksperter fra Friedrich-Schiller Universitetet i Jena og Hans-Knoell Instituttet i Jena, Tyskland, var centreret om undersøgelsen af dannelsen af en ny type af pigmentet melanin, som synes at have udviklet sig i A. terreus, men ikke i andre lignende svampe.
Den ledende forsker, Dr. Matthias Brock fra The University of Nottingham’s School of Life Sciences, sagde: “Vi har nu en idé om, hvordan økologisk tilpasning former svampekomponenter, der kan forårsage skadelige virkninger ved infektioner hos mennesker.
“Den igangværende sekventering af svampegenomer vil vise, om denne nye type melanin specifikt har udviklet sig i A. terreus eller også i andre svampearter. Identifikationen af et nyt pigment blandt nært beslægtede arter illustrerer, hvordan det patogene potentiale blandt arter ændres ved variation af strukturelle komponenter.”
Svampe, der vokser på fødevarer, fugtige vægge eller kompostbunker, producerer millioner af sporer, som mennesker ofte indånder, og som kan forårsage sygdomme, der spænder fra simpel astma til livstruende sygdomme som invasiv bronchopulmonal aspergillose.
Sporerne er beskyttet mod miljømæssig stress af det farvede pigment melanin – det samme pigment, som giver menneskers hud, hår og øjne deres farve og udgør en naturlig afskærmning mod skadeligt UV-lys. Forskere har længe troet, at svampe delte en fælles type melanin, men den seneste forskning modbeviser dette dogme.
Sporer af skimmelsvampe angribes ofte i miljøet af rovdyr i jorden, f.eks. amøber, der bruger andre mikroorganismer som fødekilde. Svampesporernes melaninpigment bremser generelt fordøjelsesprocessen og gør det muligt for sporerne at spire og dræbe rovdyret.
Men A. terreus-sporerne er anderledes, da de bekæmper fordøjelsen og er i stand til at overleve på længere sigt. Denne “sidde og vente”-strategi er af forskerne blevet tilskrevet en anden type melaninpigment, der er afgørende for processen.
Somme svampe bruger allerede eksisterende forbindelser i menneskekroppen under infektionen til at opbygge et lag melanin, der beskytter dem mod værtens immunsystem. Denne type melanin ligner den type melanin, der findes i menneskekroppen.
Sporer af skimmelsvampe besidder derimod en klynge af gener, der har overlevet den evolutionære proces, og som producerer et melaninpigment uden at bruge noget fra værten. Dette pigment beskytter sporer mod skader forårsaget af frie radikaler og UV-lys og hæmmer amøbernes eller immuncellernes sure fordøjelse.
Forskerne fandt imidlertid, at A. terreus hverken bruger nogen af disse processer til at producere melanin, selv om dens sporer er stærkt pigmenterede. De fandt, at to gener bidrog til pigmentdannelsen og var i stand til in vitro at rekonstruere syntesen af melanin.
En yderligere undersøgelse viste, at pigmentet delvist beskytter sporer mod rovdyr, men at det ikke tillader dem at undslippe, når de først er blevet ‘spist’ af amøber. I modsætning til andre pH-neutrale sporer, der elsker pH-neutrale sporer, foretrækker A. terreus et surt miljø. Da makrofager – hvide blodlegemer, der spiser celleaffald, fremmedlegemer, mikrober og patogene celler for at forhindre infektion – opfører sig og handler på samme måde som jordamøber, kan svampesporens evne til at overleve i et surt miljø gøre det muligt for den at bruge immunceller som transportmiddel rundt i kroppen.
Forskningen blev ledet af Dr. Brock, som kom til Nottingham sidste år fra Jena i Tyskland. Den største bidragyder til det eksperimentelle arbejde var ph.d.-studerende Elena Geib fra Nottingham med støtte fra Dr. Markus Gressler, Iuliia Viediernikova, Dr. Falk Hillmann, Professor Ilse D. Jacobsen, Dr. Sandor Nietzsche og Professor Christian Hertweck fra Jena.