W badaniu, prowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu w Nottingham i opublikowanym w czasopiśmie naukowym Cell Chemical Biology, odkryto, że infekcje wywoływane przez A.terreus mogą podczepić się do komórek odpornościowych, aby się przetransportować i wywołać infekcję ogólnoustrojową.
Badania, we współpracy z ekspertami z Friedrich-Schiller University Jena i Hans-Knoell Institute w Jenie, Niemcy, koncentrowały się na badaniu powstawania nowego typu pigmentu melaniny, który wydaje się ewoluować w A. terreus, ale nie w innych podobnych grzybach.
Główny badacz dr Matthias Brock, z The University of Nottingham’s School of Life Sciences, powiedział: „Mamy teraz pomysł na to, jak adaptacja ekologiczna kształtuje składniki grzybów, które mogą powodować szkodliwe skutki w infekcjach u ludzi.
„Trwające sekwencjonowanie genomów grzybów pokaże, czy ten nowy rodzaj melaniny specyficznie wyewoluował w A. terreus, czy również w innych gatunkach grzybów. Identyfikacja nowego pigmentu wśród blisko spokrewnionych gatunków jest przykładem tego, jak zmienia się potencjał patogenny wśród gatunków poprzez zróżnicowanie składników strukturalnych.”
Grzyby pleśniowe rosnące na żywności, wilgotnych ścianach lub stosach kompostu wytwarzają miliony zarodników, które są często wdychane przez ludzi i mogą powodować choroby od zwykłej astmy do zagrażających życiu chorób, takich jak inwazyjna aspergiloza oskrzelowo-płucna.
Zarodniki są chronione przed stresem środowiskowym przez barwny pigment melaninę — ten sam pigment, który daje ludzkiej skóry, włosów i oczu ich kolor i oferuje naturalny ekran przed szkodliwym promieniowaniem UV. Naukowcy długo wierzyli, że grzyby dzieliły wspólny typ melaniny, ale najnowsze badania obalają ten dogmat.
Zarodniki pleśni są często atakowane w środowisku przez drapieżniki glebowe, takie jak ameby, które wykorzystują inne mikroorganizmy jako źródło pożywienia. Pigment melaninowy zarodników grzybów generalnie spowalnia proces trawienia i umożliwia zarodnikom kiełkowanie i zabicie drapieżnika.
Jednakże zarodniki A. terreus są inne, ponieważ zwalczają trawienie i są w stanie przetrwać w dłuższym okresie czasu. Ta strategia „siedź i czekaj” została przypisana przez naukowców innemu rodzajowi pigmentu melaniny, który jest istotny dla tego procesu.
Niektóre grzyby wykorzystują wcześniej istniejące związki w ludzkim ciele podczas infekcji, aby zbudować warstwę melaniny, która chroni je przed układem odpornościowym gospodarza. Ten rodzaj melaniny jest podobny do melaniny występującej w ludzkim ciele.
W przeciwieństwie do tego, zarodniki pleśni posiadają skupisko genów, które przetrwały proces ewolucji i wytwarzają pigment melaniny, nie wykorzystując niczego z gospodarza. Ten pigment chroni zarodniki przed uszkodzeniami spowodowanymi przez wolne rodniki i światło UV oraz hamuje kwaśne trawienie przez ameby lub komórki odpornościowe.
Badacze odkryli jednak, że A. terreus nie wykorzystuje żadnego z tych procesów do produkcji melaniny, chociaż jego zarodniki są silnie pigmentowane. Odkryli, że dwa geny przyczyniły się do tworzenia pigmentu i byli w stanie odtworzyć in vitro syntezę melaniny.
Dalsze badania wykazały, że pigment częściowo chroni zarodniki przed drapieżnikami, ale nie pozwala im uciec po „zjedzeniu” przez ameby. W przeciwieństwie do innych zarodników lubiących neutralne pH, A. terreus preferuje środowisko kwaśne. Ponieważ makrofagi — białe krwinki, które zjadają resztki komórkowe, substancje obce, mikroby i komórki chorobotwórcze, aby zapobiec infekcji — zachowują się i działają w podobny sposób jak ameba glebowa, zdolność zarodnika grzyba do przetrwania w kwaśnym środowisku może umożliwić mu wykorzystanie komórek odpornościowych jako pojazdu transportowego w organizmie.
Badaniami kierował dr Brock, który dołączył do Nottingham w zeszłym roku z Jeny w Niemczech. Główny wkład w prace eksperymentalne miała doktorantka Elena Geib z Nottingham wspierana przez dr Markusa Gresslera, Iuliię Viediernikovą, dr Falka Hillmanna, profesor Ilse D Jacobsen, dr Sandora Nietzschego i profesora Christiana Hertwecka z Jeny.