Как и у млекопитающих, у паразитических червей есть эндоканнабиноидная система, которая может помочь червю и зараженным им хозяевам выжить, уменьшая боль и воспаление у хозяина, согласно «дикому» новому открытию междисциплинарной исследовательской группы в университете. Калифорнии, Риверсайд.
Исследование, проведенное на мышиной модели, идентифицирует сигнальные пути клеток, связанные с эндоканнабиноидной системой, которые могут быть направлены на разработку терапевтических методов лечения, направленных на устранение заражения червями или улучшение исходов инфекции.
Эндоканнабиноиды - это молекулы, подобные каннабису, которые естественным образом вырабатываются нашим собственным телом для регулирования нескольких процессов: иммунных, поведенческих и нейронных. Как и в случае с каннабисом, эндоканнабиноиды могут улучшать пищевое поведение и уменьшать боль и воспаление.
«При заражении червем кишечник хозяина вырабатывает эти молекулы, подобные каннабису, возможно, в качестве страховочной сетки для ослабления болевой реакции», - сказал Николас В. ДиПатрицио, доцент биомедицинских наук в Медицинской школе UCR. - руководитель исследовательского проекта. «Теперь мы обнаружили, что черви также производят эти естественные каннабиноиды на протяжении всего процесса заражения, особенно когда черви проникают через кожу, еще больше ослабляя болевые реакции хозяина».
Результаты исследования опубликованы в журнале Infection and Immunity.
«До сих пор никто не исследовал эндоканнабиноиды при заражении червями», - сказала иммунолог и старший автор Мира Г. Наир, доцент биомедицинских наук в Медицинской школе UCR, который вместе с ДиПатрицио руководил исследовательским проектом. «Мы обнаружили, что эндоканнабиноиды повышаются после заражения червем, и они способствуют оптимальному изгнанию червя из тела хозяина. Это защитный путь, который действует при инфекции, о котором мы раньше не знали. Чтобы увеличить свои шансы на выживание, червь может использовать этот путь, поэтому хозяин увеличивает свое пищевое поведение, то есть ест больше пищи, а также может уменьшить повреждение тканей, вызываемое воспалением и болью».
Эндоканнабиноидная система присутствует у всех млекопитающих, но недавние исследования показывают, что она может быть более примитивной. Действительно, в одном исследовании сообщалось, что черные трюфельные грибы производят анандамид, разновидность эндоканнабиноидов, возможно, в качестве механизма для привлечения трюфельных свиней, которые едят трюфели и рассеивают их споры. Червь C. elegans также имеет эндоканнабиноидную систему, которая может регулировать его питание.
«Известно, что эта система ослабляет болевые реакции», - сказал ДиПатрицио, физиолог, специализирующийся на исследованиях эндоканнабиноидов. «При заражении червями кишечник хозяина вырабатывает эти молекулы, подобные каннабису, возможно, в качестве страховочной сетки для ослабления болевой реакции. Теперь мы обнаружили, что черви также производят эти естественные каннабиноиды на протяжении всего процесса заражения, особенно когда черви проникают через кожу, еще больше ослабляя болевую реакцию хозяина. Это выгодно для червя, потому что, если бы хозяин мог обнаружить этих паразитов, он бы ответил, чтобы убить их. Это сигнальный путь выживания в организме, который может иметь терапевтическое преимущество при лечение глистной инфекции."
Паразитолог Адлер Р. Диллман, соавтор статьи, был удивлен, обнаружив, что гельминты естественным образом производят каннабисоподобные молекулы в собственном теле.
«Мы были ошеломлены этим открытием», - сказал Диллман, доцент кафедры нематологии UCR.«Это может быть важно и при других инфекциях. Учтите, что эндоканнабиноидный путь присутствует почти у всех червей, которых мы исследовали в этом исследовании. Это говорит нам о том, что этот путь эволюционно законсервирован у огромного числа видов. - старая и важная система в организме, существовавшая еще до человека».
Лаборатория Диллмана обнаружила, что N. brasiliensis, желудочно-кишечный паразит крыс и широко изученный паразит-гельминт, вырабатывает эндоканнабиноиды, особенно анандамид. Биоинформатический поиск в базах данных паразитических червей показал, что эта система сохраняется у многих паразитических нематод, включая наиболее распространенных гельминтов человека: аскариды и анкилостомы..
Для Наира это «самое дикое открытие команды, ее самая большая находка».
«Это может повлиять на поведение, боль и взаимодействие хозяина и гельминта», - сказала она. «Без эндоканнабиноидной системы у инфицированных хозяев было бы больше гельминтов. В лаборатории, когда мы заблокировали этот путь у мышей, им стало хуже - в их телах оказалось больше червей».
Наир, ДиПатрицио и Диллман недавно получили двухлетний грант в размере 275 000 долларов США от Национального института здравоохранения для продолжения исследований и изучения того, как эндоканнабиноидная система влияет на иммунный ответ.
«Наше текущее исследование сосредоточено на анкилостомах; теперь мы готовы исследовать других гельминтов», - сказал Наир. «Мы изучим, индуцируют ли хозяин и червь эндоканнабиноиды, чтобы у хозяина было меньше воспаления тканей и могло улучшиться пищевое поведение. Поскольку черви истощают хозяина питательными веществами, было бы разумно, чтобы они запускали стратегии для улучшения питания».
Наир, эксперт по анкилостомам, объяснил, что анкилостомы кусают кишечник и питаются кровью, что приводит к микротравмам и, вероятно, локализованной боли по всему кишечнику с хорошей иннервацией.
«Поскольку эндоканнабиноиды облегчают боль и воспаление, локальное производство эндоканнабиноидов может быть полезным для хозяина, и, возможно, червь остается незамеченным хозяином», - сказала она. «Мы планируем продолжить расследование».
«Противовоспалительная эндоканнабиноидная система дает нам представление о потенциальных терапевтических мишенях не только для анкилостомоза, но и для целиакии и воспалительного заболевания кишечника», - сказал ДиПатрицио, чья лаборатория также является единственной в UCR, уполномоченной проводить исследования. воздействие каннабиса, которое захватывает эндоканнабиноидную систему, на множество патологий и поведение, включая желудочно-кишечные расстройства.
Диллман подчеркнул, что до сих пор никто не знал, что черви манипулируют эндоканнабиноидным путем.
«Наша работа спровоцировала более интересные исследовательские вопросы для нас, и может привести к многообещающим методам лечения», - сказал он. «Мы находимся только в начальной точке открытия».
К Наиру, ДиПатрицио и Диллману присоединились в исследовании Хашини М. Батугедара из UCR, Донован Аргуэта, Джессика С. Джанг, Дихонг Лу, Джасприт Каур и Шаокуй Гэ; и Марисса Маккиетто из Университета Миннесоты.
Исследование было поддержано грантами Национального института здоровья. Медицинская школа UCR оказала дополнительную поддержку.