I Central- och Sydamerika överför predatoriska blodsugande insekter orsaksmedlet till den allmänt utbredda Chagas-sjukdomen. Eftersom sjukdomen kan framkalla allvarliga symtom och det hittills inte finns något vaccin mot Trypanosoma-parasiterna, är det huvudsakliga tillvägagångssättet för närvarande att kontrollera insekten med hjälp av insekticider. En tysk-brasiliansk forskargrupp har nu studerat hur trypanosomer förändrar insektens tarmmikrobiota. Det långsiktiga målet:att förändra bakteriesamhället i rovfiskens tarm på ett sådant sätt att det kan försvara sig mot trypanosomerna.

Enligt uppskattningar från Världshälsoorganisationen (WHO) är mellan sex och sju miljoner människor över hela världen, främst i Central- och Sydamerika, infekterade med trypanosomes Trypanosoma cruzi. Denna encelliga (protozo) parasit orsakar Chagas sjukdom (amerikansk trypanosomiasis), som i den akuta fasen är oansenlig:endast i vart tredje fall utvecklar den smittade personen några symtom alls, som då kan vara ospecifika, såsom feber, nässelfeber och svullna lymfkörtlar. Men parasiterna finns kvar i kroppen och många år senare kan kronisk Chagas sjukdom bli livshotande, med patologisk förstoring av hjärtat och progressiv förlamning av mag-tarmkanalen.

Det finns inget vaccin mot patogenen och det är svårt att behandla sjukdomen i framskridet stadium. Det är därför fokus i Latinamerika snarare ligger på att kontrollera insekten som överför Chagas trypanosomer:den rovdjur som suger blod från insektsunderfamiljen Triatominae . Den får i sig trypanosomerna under sticket, som sedan koloniserar dess tarm. Genom sin avföring som den mestadels avsatte bredvid bettet, utsöndrar insekten patogenen, som ofta gnuggas in i såret när man kliar det extremt kliande bettet.

Även om antalet nya infektioner har minskat i olika regioner där insekticider sprayas i stor skala, dyker det upp problem:under det senaste decenniet har resistens mot vanliga insekticider från flera arter av rovfiskar observerats alltmer. Dessa insekticider har också en negativ inverkan på miljön och lokalbefolkningen.

Forskare över hela världen gör intensiva ansträngningar för att hitta alternativa metoder för att kontrollera Trypanosoma cruzi. En möjlighet kan vara att modifiera bakterier i rovfiskens tarm på ett sådant sätt att de eliminerar Chagas trypanosomer eller hämmar deras utveckling.

I samarbete med forskare vid Instituto René Rachou i Belo Horizonte, Brasilien, parasitologer och infektionsbiologer Fanny Eberhard och professor Sven Klimpel från Goethe University, Senckenberg—Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research (SGN) och LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics har nu undersökt hur Chagas trypanosomer förändrar bakteriesamhället i rovdjurens tarm. För att göra det använde de genomanalys, vilket gjorde det möjligt för dem att jämföra sammansättningen av bakteriesamhället i insektens tarm, mikrobiomet, före och efter infektion med patogenen (metagenomisk hagelgevärssekvensering).

Resultatet:efter infektionen minskade utbudet av bakteriestammar i insektens tarm avsevärt. Vissa stammar, inklusive den potentiellt patogena bakterien Enterococcus faecalis, tjänade på parasiternas närvaro. Dessutom lyckades forskarna identifiera fyra bakteriearter som förmodligen tar på sig funktioner som är viktiga för insekten, såsom syntesen av B-vitaminer.

Fanny Eberhard förklarar att "B-vitamin är ett av de näringsämnen som blodsugande insekter inte får i sig genom sina blodmåltider. Bakterier som producerar vitamin B är därför mycket viktiga för insekten, finns i praktiskt taget alla individer och stannar i rovdjurets tarm även över generationer. Därför är sådana bakterier potentiellt lämpliga mottagare för gener som producerar defensiva ämnen mot Chagas trypanosomer."

Professor Sven Klimpel utvecklar:"I slutändan är vårt mål att rovdjuret ska försvara sig mot Chagas trypanosomer och på så sätt förhindra infektion hos människor. Men innan vi kan producera bakterier med sådana egenskaper och sedan släppa rovdjur som innehåller dem. , måste vi förstå bättre hur ekologin i insektens tarm är uppbyggd och hur den omfattande interaktionen mellan värd, patogen och mikrobiom fungerar. Vårt arbete ger ett väsentligt bidrag till detta."

Forskningen publicerades i Microbiome .