Nottinghamin yliopiston tutkijoiden johtamassa tutkimuksessa, joka julkaistiin Cell Chemical Biology -tiedelehdessä, havaittiin, että A.terreus -bakteerin aiheuttamat infektiot voivat tarttua immuunisoluihin kulkeutuakseen ja aiheuttaakseen systeemisen infektion.
Tutkimus, joka tehtiin yhteistyössä Jenan Friedrich-Schiller-yliopiston ja Hans-Knoell-instituutin asiantuntijoiden kanssa Jenassa Saksassa, keskittyi tutkimaan uudenlaisen melaniinipigmenttityypin muodostumista, joka näyttää kehittyneen A. terreuksessa, mutta ei muissa samankaltaisissa sienissä.
Tutkimuksen johtava tutkija tohtori Matthias Brock Nottinghamin yliopiston biotieteiden laitokselta sanoi: ”Meillä on nyt käsitys siitä, miten ekologinen sopeutuminen muokkaa sienikomponentteja, jotka voivat aiheuttaa haitallisia vaikutuksia ihmisen infektioissa.”
”Käynnissä oleva sienigenomien sekvensointi osoittaa, onko tämä uudenlainen melaniini kehittynyt nimenomaan A. terreuksessa vai myös muissa sienilajeissa. Uuden pigmentin tunnistaminen läheisesti sukua olevien lajien joukosta on esimerkki siitä, miten lajien välinen patogeeninen potentiaali muuttuu rakenneosien vaihtelun myötä.”
Ruokien, kosteiden seinien tai kompostikasojen päällä kasvavat homeet tuottavat miljoonia itiöitä, joita ihmiset usein hengittävät ja jotka voivat aiheuttaa sairauksia yksinkertaisesta astmasta hengenvaarallisiin sairauksiin, kuten invasiiviseen keuhkoaspergilloosiin.
Ituja suojaa ympäristöstressiltä värillinen pigmentti melaniini – sama pigmentti, joka antaa ihmisen iholle, hiuksille ja silmille värin ja tarjoaa luonnollisen suojan haitalliselta UV-valolta. Tutkijat olivat pitkään uskoneet, että sienillä on yhteinen melaniinityyppi, mutta uusin tutkimus kumoaa tämän opinkappaleen.
Homeen itiöiden kimppuun hyökkäävät ympäristössä usein maaperän saalistajat, kuten ameebat, jotka käyttävät muita mikro-organismeja ravinnonlähteenä. Sienten itiöiden melaniinipigmentti hidastaa yleensä ruoansulatusprosessia ja mahdollistaa itiöiden itämisen ja saalistajan tappamisen.
A. terreuksen itiöt ovat kuitenkin erilaisia, sillä ne torjuvat ruoansulatusprosessia ja pystyvät selviytymään pidemmällä aikavälillä. Tämän ”istu ja odota” -strategian tutkijat ovat antaneet erilaisten melaniinipigmenttien ansioksi, jotka ovat elintärkeitä prosessin kannalta.
Jotkut sienet käyttävät infektion aikana ihmiskehossa jo olemassa olevia yhdisteitä rakentaakseen melaniinikerroksen, joka suojaa niitä isäntänsä immuunijärjestelmältä. Tällainen melaniini on samanlaista kuin ihmiskehossa.
Homeiden itiöillä sen sijaan on joukko geenejä, jotka ovat selvinneet evoluutiosta ja tuottavat melaniinipigmenttiä käyttämättä mitään isännästä. Tämä pigmentti suojaa itiöitä vapaiden radikaalien ja UV-valon aiheuttamilta vaurioilta ja estää ameebojen tai immuunisolujen hapanta sulatusta.
Tutkijat havaitsivat kuitenkin, että A. terreus ei käytä kumpaakaan näistä prosesseista melaniinin tuottamiseen, vaikka sen itiöt ovat erittäin pigmentoituneita. He havaitsivat, että kaksi geeniä vaikuttaa pigmentin muodostumiseen, ja pystyivät rekonstruoimaan in vitro melaniinin synteesin.
Jatkotutkimus osoitti, että pigmentti suojaa itiöitä osittain saalistajilta, mutta ei anna niiden paeta, kun ameeba on ”syönyt” ne. Toisin kuin muut pH:ta neutraalisti pitävät itiöt, A. terreus suosii hapanta ympäristöä. Koska makrofagit – valkosolut, jotka syövät solujätteitä, vieraita aineita, mikrobeja ja patogeenisiä soluja estääkseen infektioita – käyttäytyvät ja toimivat samalla tavalla kuin maaperän ameebat, sieni-itiön kyky selviytyä happamassa ympäristössä voisi mahdollistaa sen, että se voi käyttää immuunisoluja kuljetuskalustona elimistössä.
Tutkimusta johti tohtori Brock, joka siirtyi Nottinghamiin viime vuonna Jenasta Saksasta. Kokeellisen työn tärkein tekijä oli Nottinghamin tohtoriopiskelija Elena Geib, jota tukivat tohtori Markus Gressler, Iuliia Viediernikova, tohtori Falk Hillmann, professori Ilse D Jacobsen, tohtori Sandor Nietzsche ja professori Christian Hertweck Jenasta.
Kokeelliseen työhön osallistui eniten tohtori Elena Geib Nottinghamista.