Ký sinh trùng là gì? Các công bố khoa học về Ký sinh trùng

Gần đây, một lạp thể không có khả năng quang hợp đã được nhận diện trong các ký sinh trùng nguyên sinh vật của ngành Apicomplexa. Lạp thể ở apicomplexa, hay gọi là "apicoplast," là không thể thiếu nhưng toàn bộ trình tự của cảPlasmodium falciparumvàToxoplasma gondiikhông tiết lộ bất kỳ manh mối nào về chức năng chuyển hóa quan trọng mà bào quan này có thể thực hiện trong ký sinh trùng. Để điều tra các chức năng có thể của apicoplast, chúng tôi tìm cách nhận diện các gen được mã hóa trong nhân có sản phẩm được hướng đến apicoplast trongPlasmodiumvàToxoplasma. Chúng tôi mô tả ở đây các gen nhân mã hóa protein ribosome S9 và L28 và các enzyme tổng hợp axit béo: protein mang acyl (ACP), β-ketoacyl-ACP synthase III (FabH), và β-hydroxyacyl-ACP dehydratase (FabZ). Các gen này cho thấy sự tương đồng cao với các tương đồng trong lạp thể, và việc định vị miễn dịch của S9 và ACP xác nhận rằng các protein tích tụ trong lạp thể. Tất cả các protein có đối tượng là apicoplast đều có trình tự tiền thân ở đầu N phù hợp với hướng đến lạp thể, và trình tự trước của ACP được cho là đủ để hướng một protein xanh phát sáng tái tổ hợp đến apicoplast trong các transgenicT. gondii. Việc định vị của ACP, và rất có thể là FabH và FabZ, trong apicoplast ám chỉ rằng tổng hợp axit béo là một chức năng có thể của apicoplast. Hơn nữa, sự ức chế tăng trưởng củaP. falciparumbởi thiolactomycin, một chất ức chế FabH, chỉ ra vai trò quan trọng của tổng hợp axit béo trong apicoplast. Bởi vì các gen tổng hợp axit béo được nhận diện ở đây thuộc về loại lạp thể/vi khuẩn và khác biệt với con đường tương đương ở động vật, tổng hợp axit béo có tiềm năng là mục tiêu tuyệt vời cho liệu pháp trị liệu hướng đến bệnh sốt rét, toxoplasmosis, và các bệnh do Apicomplexa gây ra.

2′,6′-Dihydroxy-4′-methoxychalcone (DMC) đã được tinh chế từ chiết xuất dichloromethane của hoa câyPiper aduncum. DMC cho thấy hoạt động đáng kể in vitro chống lại promastigotes và amastigotes nội bào củaLeishmania amazonensis, với liều hiệu quả 50% lần lượt là 0,5 và 24 μg/ml. Tác dụng ức chế trên amastigotes rõ ràng là một tác động trực tiếp lên ký sinh trùng và không phải do sự kích hoạt chuyển hóa nitrogen oxide của đại thực bào, vì sự sản sinh nitric oxide của các đại thực bào không được kích thích và được kích thích bởi gamma interferon tái tổ hợp đều giảm hơn là tăng khi sử dụng DMC. Hoạt động thực bào của đại thực bào vẫn hoạt động bình thường ngay cả với nồng độ DMC cao tới 80 μg/ml, quan sát bằng kính hiển vi điện tử và khả năng hấp thụ các hạt được gắn nhãn bằng fluorescein isothiocyanate. Các nghiên cứu cấu trúc siêu vi cũng cho thấy rằng trong sự hiện diện của DMC, ty thể của promastigotes bị phình to và mất tổ chức. Dù tiêu diệt amastigotes nội bào, nhưng không có sự xáo trộn cơ quan đại thực bào nào được quan sát thấy, ngay cả ở 80 μg DMC/ml. Những quan sát này gợi ý rằng DMC có độ độc chọn lọc đối với ký sinh trùng. Cấu trúc đơn giản của nó có thể giúp DMC trở thành một hợp chất đầu mới cho việc tổng hợp các loại thuốc chống leishmania mới.

Nghiên cứu hiện tại đã điều tra ảnh hưởng của sự biến đổi theo mùa trong các cộng đồng ký sinh trùng của Hoplerythrinus unitaeniatus và Hoplias malabaricus từ một nhánh sông Amazon. Đối với H. unitaeniatus và H. malabaricus, có 11 loài ký sinh trùng tương tự, và sự phong phú ký sinh trùng lớn nhất xảy ra trong mùa mưa. Ichthyophthirius multifiliis là loài ký sinh trùng chiếm ưu thế đối với cả hai vật chủ. Ở H. unitaeniatus, sự nhiễm ký sinh bởi Whittingtonocotyle caetei, Whittingtonocotyle jeju, Urocleidoides sp. và Anacanthorus sp. cao hơn trong mùa mưa. Contracaecum sp., Procamallanus (Spirocamallanus) inopinatus, Nomimoscolex matogrossensis và Gorytocephalus spectabilis không cho thấy mẫu theo mùa. Đối với H. unitaeniatus, P. pillulare, Clinostomum marginatum và Argulus pestifer chỉ xuất hiện trong mùa khô, trong khi Trichodina sp., Dolops geayi, metacercariae chưa xác định và Posthodiplostomum sp. chỉ xuất hiện trong mùa mưa. Ở H. malabaricus, tỷ lệ Urocleidoides eremitus tương tự trong hai mùa, nhưng độ phong phú cao hơn trong mùa mưa. Tetrahymena sp., C. marginatum, Dendrorchis neivai, metacercariae chưa xác định, Posthodiplostomum sp., Genarchella genarchella, Cystidicoloides sp., G. spectabilis, D. geayi, A. pestifer và Glossiphonidae gen. sp. chỉ xảy ra trong mùa khô. Tuy nhiên, Contracaecum sp. và P. (S.) inopinatus xảy ra trong cả hai mùa, nhưng tỷ lệ của P. (S.) inopinatus cao hơn trong mùa mưa. Sự biến đổi theo mùa trong mức độ nhiễm sắc này là do hành vi và thói quen ăn uống của vật chủ và sự sẵn có của các dạng ký sinh trùng truyền nhiễm có vòng đời dị sinh. Sự dao động không theo mùa được phát hiện có thể là kết quả của sinh học ký sinh trùng, tính chất rất biến đổi của nhánh sông Amazon này và số lượng ký sinh trùng thấp.

Mô tả hình thái của lớp vỏ ngoài của bốn loài metacercariae microphallid từ giai đoạn ấu trùng cercariae xâm nhập cho đến khi trưởng thành thành metacercariae được bao bên trong vật chủ trung gian thứ hai là động vật giáp xác. Lớp vỏ ngoài của metacercariae phát triển các lá và nhú bề mặt, cùng với các túi tiết trên bề mặt, cho thấy lớp vỏ này có chức năng hấp thụ. Sự biến mất của các hạt tiết ra từ lớp vỏ ngoài đồng thời với sự xuất hiện của lớp vỏ nang đầu tiên cho thấy lớp vỏ này có vai trò trong việc hình thành vỏ nang sơ bộ. Sau đó, metacercariae tiếp tục phát triển và dường như giữ được khả năng hấp thụ của chúng. Lớp vỏ ngoài cũng tham gia vào việc vận chuyển vật chất vào khoang quanh metacercarial trước khi vật chất này trở thành một phần của các lớp vỏ trong phát triển. Có vẻ như vật chất này có nguồn gốc từ các tế bào vỏ nằm giữa các tế bào nhu mô bên dưới lớp hợp bào vỏ ngoài. Khi hoàn thành các lớp vỏ phụ, đã xảy ra sự thoái hoá dần dần của các cấu trúc liên quan đến sự hấp thụ và sự tích tụ tiến triển của các hạt dẹt dày đặc có thể được truy nguồn từ các tế bào vỏ bên dưới. Cả bốn loài microphallid (Maritrema arenaria,M. subdolum,Levinseniella brachysoma vàMicrophallus claviformis) đều thể hiện cùng một mô hình phát triển nhưng thời gian trải qua mỗi giai đoạn khác nhau tuỳ vào thời gian di chuyển đến các vị trí bao bọc. Mô hình phát triển của vỏ ngoài được mô tả được cho là áp dụng cho tất cả các metacercariae microphallid và có thể cho các metacercariae khác trải qua sự tăng trưởng và phát triển trong các vật chủ trung gian thứ hai của chúng.

Chế độ ký sinh có thể được coi là chiến lược tiêu thụ phổ biến nhất. Tuy nhiên, chỉ có một vài nghiên cứu về mạng thức ăn đánh giá cách mà các đồng vị ổn định phản ánh vị trí dinh dưỡng của các loài tiêu thụ ký sinh và kết quả rất khác nhau. Thậm chí còn ít nghiên cứu hơn đã đo lường sự chuyển hóa chất dinh dưỡng của các loài tiêu thụ ký sinh, làm cản trở việc đánh giá vai trò của chúng trong việc chuyển hóa chất dinh dưỡng thông qua các mạng thức ăn. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng một chuỗi thức ăn bao gồm một loài tảo đơn bào làm vật chủ, một loài chytrid làm tiêu thụ ký sinh và một loài rotifer như là tiêu thụ động vật ăn thịt của chytrid, để đánh giá vị trí dinh dưỡng của cả ba thành phần chuỗi thức ăn bằng cách sử dụng chữ ký đồng vị tự nhiên ¹³C và ¹⁵N, và để đo lường sự chuyển hóa nitơ từ vật chủ qua chytrid đến rotifer bằng cách theo dõi ¹⁵N của một vật chủ có gán nhãn lên chuỗi thức ăn. Thêm vào đó, chúng tôi đã đo lường tỷ lệ carbon và nitơ (C:N) của tất cả các thành phần trong chuỗi thức ăn. Các kết quả về độ phong phú đồng vị tự nhiên cho thấy không có sự giàu có rõ ràng về ¹⁵N trong chytrid hoặc rotifer so với các nhà sản xuất nguyên liệu. Tuy nhiên, ước tính về sự chuyển hóa nitơ chỉ ra rằng khoảng 14% nitơ từ vật chủ được chuyển hóa mỗi ngày từ vật chủ sang chytrid trong thời gian dịch bệnh, và một phần của nitơ này cũng được chuyển hóa sang rotifer. Hơn nữa, tỷ lệ C:N giảm theo mức dinh dưỡng, cho thấy rằng chytrid cung cấp một nguồn thức ăn chất lượng cao cho rotifer. Kết luận, kết quả của chúng tôi ủng hộ “mycoloop”. Mycoloop đề xuất rằng các bệnh ký sinh chytrid cho phép chuyển hóa các chất dinh dưỡng gắn kết trong tảo khổng lồ, không thể tiêu hóa sang động vật zooplankton thông qua việc sản xuất các bào tử chuyển giao có thể ăn được, từ đó chuyển hướng chất dinh dưỡng trở lại mạng thức ăn.

Các phương pháp truyền thống trong việc đánh giá mối quan hệ giữa nồng độ thuốc kháng sốt rét in-vitro trong thử nghiệm thực địa với các mẫu ký sinh trùng phân lập tươi đều đánh giá riêng từng mẫu ký sinh trùng. Điều này dẫn đến việc ước tính hệ thống các giá trị EC₅₀ cho các mẫu kháng thuốc mạnh nhất bị cao hơn, từ đó ước tính quá mức mức độ kháng thuốc. Trong các nghiên cứu về độ nhạy với thuốc kháng sốt rét được thực hiện tại biên giới tây bắc Thái Lan, mức độ ước tính cao quá về EC₅₀ cho mẫu kháng thuốc mạnh nhất dao động từ 15% với artesunate đến 43% với mefloquine. Nếu không thể lưu trữ các mẫu để thử nghiệm lại, có thể có được các ước tính chính xác hơn về mức độ kháng bằng cách sử dụng phương pháp Bayesian để phân tích dữ liệu, như được mô tả ở đây.