Studien, som leds av forskare vid University of Nottingham och som publiceras i den akademiska tidskriften Cell Chemical Biology, har upptäckt att infektioner från A.terreus kan ta sig ombord på immunceller för att transportera sig själva och orsaka systemisk infektion.
Forskningen, som är ett samarbete med experter vid Friedrich-Schiller-universitetet i Jena och Hans-Knoell-institutet i Jena, Tyskland, var inriktad på att undersöka bildandet av en ny typ av pigmentet melanin, som tycks ha utvecklats i A. terreus men inte i andra liknande svampar.
Direktör Dr. Matthias Brock, från The University of Nottingham’s School of Life Sciences, säger: ”Vi har nu en uppfattning om hur ekologisk anpassning formar svampkomponenter som kan orsaka skadliga effekter vid infektioner hos människor.
”Den pågående sekvenseringen av svampgenomerna kommer att visa om denna nya typ av melanin har utvecklats specifikt hos A. terreus eller även hos andra svamparter. Identifieringen av ett nytt pigment bland närbesläktade arter exemplifierar hur den patogena potentialen mellan arter förändras genom variation av strukturella komponenter.”
Svampar som växer på livsmedel, fuktiga väggar eller komposthögar producerar miljontals sporer som ofta inandas av människor och kan orsaka sjukdomar som sträcker sig från enkel astma till livshotande sjukdomar som invasiv bronkopulmonell aspergillos.
Sporerna skyddas från miljöstress av färgpigmentet melanin – samma pigment som ger mänsklig hud, hår och ögon sin färg och utgör en naturlig skärm mot skadligt UV-ljus. Forskare hade länge trott att svampar delade en gemensam typ av melanin, men den senaste forskningen motbevisar denna dogm.
Skorvsporer attackeras ofta i miljön av marklevande rovdjur som amöbor som använder andra mikroorganismer som födokälla. Melaninpigmentet i svampsporer bromsar i allmänhet matsmältningsprocessen och gör det möjligt för sporerna att gro och döda rovdjuret.
A. terreus-sporer är dock annorlunda eftersom de bekämpar matsmältningen och kan överleva på längre sikt. Denna ”sit and wait”-strategi har av forskarna tillskrivits en annan typ av melaninpigment som är avgörande för processen.
Vissa svampar använder sig av redan existerande föreningar i människokroppen under infektionen för att bygga upp ett lager av melanin som skyddar dem från värdens immunförsvar. Denna typ av melanin liknar den som finns i människokroppen.
Däremot har sporer av mögel ett kluster av gener som har överlevt den evolutionära processen och producerar ett melaninpigment utan att använda något från värden. Detta pigment skyddar sporerna från skador orsakade av fria radikaler och UV-ljus och hämmar den sura matsmältningen av amöba eller immunceller.
Forskarna fann emellertid att A. terreus inte använder någon av dessa processer för att producera melanin, trots att dess sporer är starkt pigmenterade. De fann att två gener bidrog till pigmentbildningen och kunde in vitro rekonstruera syntesen av melaninet.
Fortsatta studier visade att pigmentet delvis skyddar sporerna från rovdjur, men att det inte gör det möjligt för dem att fly när de väl har ”ätits upp” av amöba. I motsats till andra sporer som älskar pH-neutrala sporer föredrar A. terreus en sur miljö. Eftersom makrofager – vita blodkroppar som äter cellrester, främmande ämnen, mikrober och patogena celler för att förhindra infektioner – beter sig och agerar på ett liknande sätt som jordamöbor, skulle svampsporernas förmåga att överleva i en sur miljö kunna göra det möjligt för dem att använda immunceller som transportmedel i kroppen.
Forskningen leddes av dr Brock, som kom till Nottingham förra året från Jena i Tyskland. Den främsta bidragsgivaren till det experimentella arbetet var doktoranden Elena Geib vid Nottingham med stöd av dr Markus Gressler, Iuliia Viediernikova, dr Falk Hillmann, professor Ilse D Jacobsen, dr Sandor Nietzsche och professor Christian Hertweck från Jena.