基因组学被用于解决被忽视的热带疾病?

被忽视的热带疾病影响了世界上最贫穷的人口,但对他们的生物学相对较少。基因组学现在正在为这些疾病提供洞察力,使科学家能够制定预防和治疗这些衰弱疾病的新策略。

世界卫生组织(WHO)的特征是被忽视的热带病,作为一种不同的疾病,在世界上最贫穷的人口中茁壮成长。目前有17名忽视的世界卫生组织的优先疾病列表。它们分为四个主要组:

  • 原生动物:单细胞真核(具有核的细胞)微生物
    • Chagas病(美国锥虫瘤病)
    • 睡觉疾病(非洲锥虫病)
    • Leishmaniaisis.
  • 细菌:单细胞原核(没有细胞核的细胞)微生物
    • 布鲁利溃疡
    • 麻风
    • 沙眼
    • yaws.
  • 赫定:寄生虫蠕虫
    • 绦虫
    • 几内亚蠕虫
    • echinocccoss.
    • Fouthborne Trematodiases.
    • 淋巴丝虫病
    • onchocerciasis.
    • 血吸虫病
    • 线虫
  • 病毒:显微镜感染剂具有非常简单的结构
    • 登革热
    • 狂犬病

被忽视的热带疾病影响了149个国家的14亿人口。

集体,被忽视的热带疾病影响了149个国家的14亿人口,每年成本开发经济数十亿美元。他们是陷阱人在贫困周期中的疾病。贫困人士更有可能得到这些疾病,因为缺乏进入清洁水,让他们无法在生病时无法工作,陷入贫困。因此,政治压力上升增加资金以预防和治疗这些疾病。

按照基因组学,知识被忽视的热带疾病是一个相对较小的利基地区。对于较小的研究人员来说,它更加斗争,使研究高调的出版物使他们的研究结果更加难以实现更广泛的科学界。然而,现在正在努力提高研究界忽视的热带病的概况。

基因组许多导致被忽视的热带疾病的生物体已经完全测序或目前正在排序。这意味着科学家现在能够了解他们如何发展和引起疾病的更多信息。

血吸虫病是一种被忽视的热带疾病,目前是世界卫生组织(世卫组织)的重大关注。

什么是血吸虫病?

Schistosomiaisis是由一群名为Schistosomes的寄生虫引起的热带疾病血吸虫。血吸虫由鼻子中的蜗牛传播,例如河流和湖泊,在世界潜水和热带地区。人们会感染,如果他们接触到了幼虫形式寄生虫,通常在洗涤或在湖泊和河流中的污染水中玩耍时。

血吸虫病影响全世界约2.4亿人,杀死了20多万。

血吸虫病在没有适当卫生的贫困社区中特别普遍。血吸虫病的症状可以从急性,例如高温和肌肉疼痛,慢性健康。慢性症状是由血吸虫困扰引起的血症患者在宿主的组织和器官引起炎症和瘢痕。血吸虫病影响全球约2.4亿人,每年有200,000多名生活。

自由游泳,传染性,血吸虫幼虫幼虫阶段。图片信用:Shutterstock

微小的蠕虫,大肠组

了解如何解决忽视的热带疾病的宝贵一步是了解导致疾病的寄生虫的基因组。

测序寄生虫的基因组如血吸虫是理解他们的生活和成长的第一步。这最终可能导致新的和靶向药物的发展,以帮助消除寄生虫和他们引起的疾病。

目前您可以探索人类,鼠标或疟疾基因组序列并有信心您正在寻找的基因是它应该的基因。这样的参考基因组是可以与世界各地的科学家共享的基本资源。

尽管是一个微小的寄生虫,但血吸虫有一个令人惊讶的大基因组 - 长约360万个字母。这是人类基因组大小的10个!但是,虽然人类基因组由世界各地的研究小组以30亿美元的成本工作,但血吸虫的基因组是由一个小小的科学家团队致力于努力。因此是一种缓慢而艰苦的过程。第一个草案血吸虫基因组(S. Mansoni.是引起疾病的主要血吸虫物种之一)于2009年发表,其外其他两种血吸虫物种的质量更高的基因组(S. japnonicum.S. Haemakobium.)在2019年发布。这些优质基因组序列将有助于科学家更好地了解寄生虫并向疫苗开发工作。

血吸虫生命周期

除了构建高质量的基因组序列,很多工作都专注于研究血吸虫生命周期的各个阶段。寻找一种干扰寄生虫的生命周期的方法可以帮助我们完全阻止寄生虫引起疾病。这是一种与疟疾如疟疾等其他寄生虫疾病探索的方法。

显示血吸虫寄生虫的生命周期的例证。

显示血吸虫寄生虫的生命周期的例证。图像信用:Genome Research Limited

世界各地的一些实验室现在能够复制全部生命周期Schistosoma Mansoni在房子里。这是非常有用的,因为它确保了科学家们持续的血吸虫供应。Schistosoma Mansoni是三种血吸虫之一,最常见的影响人类是一个重要的重要人物。物种Schistosoma Haemalebium.是对人类最致命的,但尚不可能在实验室中构建其全部生命周期。

维护S. Mansoni.在实验室中,科学家们将寄生虫的中间向量保持蜗牛,在大约28˚C的热带条件下。然后将蜗牛'脱落',这涉及将它们放在紫外线下,使血吸虫幼虫被鼓励挖出蜗牛进入周围的水中。然后幼虫可以感染模型生物,通常是鼠标。小鼠内部血吸虫幼虫继续他们的生命周期,可以通过每个阶段的科学家研究。

能够服用一种人类感染寄生虫并将其放入另一种动物是不寻常的,因此这是研究血吸虫病的巨大优势S. Mansoni.感染老鼠。唯一的限制是,在人类中,血吸虫寄生虫可以留在体内10年或更长时间。小鼠不活这么长,所以无法研究寄生虫的长期影响。

BioMphalaria蜗牛是淡水蜗牛的种类之一,作为血吸虫幼虫的中间宿主。图片信用:Shutterstock

血吸虫变态

当血吸虫幼虫通过皮肤挖洞时,他们经历了戏剧性的转变

当血吸虫幼虫通过他们的新宿主的皮肤挖洞时,他们经历了戏剧性的转变,以便为他们内部的新生活做好准备。科学家正在研究此时在生命周期中的这一点表达的基因,以识别该转变对该转化至关重要。

后来在生命周期中,寄生虫开始穿过血液,无论它进入肝脏。沿着寄生虫再次变化,进入了长,薄的蠕虫。研究这一部分生命周期的科学家想知道是否有任何特定信号,有助于寄生虫找到肝脏的方式。在主机中有什么样的东西,有助于它到达它需要去完成生命周期的位置吗?是通过在肝脏中知道它的蠕虫中的任何发展阶段,或者知道它在肠道中?

在生命周期中的特定点发生许多变化,如发条。希望科学家能够发现在寄生虫表面上表达的蛋白质,帮助它与其主机相互作用,也许像GPS一样帮助寄生虫达到其所需位置。

男孩遇见女孩

寄生虫的一个关键特征是科学家特别感兴趣的是雄性和女性血吸虫蠕虫的侵害如何彼此不同。对于大多数成年人来说,生命雄性和女性血吸虫在一起保持繁殖。然后女性发布鸡蛋。没有男性呈现女性回归到更少成熟的形式,但没有人知道这个过程是如何工作的。

如果科学家们可以弄清楚如何干扰繁殖的成人蠕虫,他们可能会完全停止生命周期。要这样做,他们将不得不学习和序列性染色体蠕虫。如果他们可以在雄性和女性染色体之间找到关键差异或相似之处,它可能会揭示允许它们互相找到和品种的机制。

通过鉴定对血吸虫寄生虫科学家的生长和发育至关重要的基因希望能够用毒品或毒品瞄准它们疫苗

男性和女性血吸虫。可以看到女性躺在雄性表面的凹槽内(染色粉红色)。图片信用:Shutterstock

大规模的倒下

一些研究机构正在参与大规模基因击倒计划。这意味着在基因组中可能出现11,000个基因,科学家将选择3,000个基因,他们认为在寄生虫造成疾病的能力中具有重要作用。然后,一个接一个,它们将静音或去除这些基因以识别它们中的每一个的功能,并检查寄生虫的产生效果。

做这种基因对寄生虫至关重要的亮点,并为科学家提供了整个基因列表,以在制定药物或疫苗时关注。

Leishmaniaisis.

另一个被忽视的热带疾病,正在接受基因组学研究界的兴趣是Leishmaniaisis。这是由原生动物寄生虫引起的热带和亚热带疾病,这些寄生虫通过感染的杂物的叮咬传播给人类。

Leishmania主要寄生虫的第一个全基因组序列于2005年完成。

第一个全基因组序列利什曼尼亚专业寄生虫于2005年完成,从那时起其他几个莱山岛物种也被测序,包括L. Infantum.L. BAZILIENSISL. Mexicana.L. Donovani.。具有这些可用的基因组序列使科学家能够推进他们对寄生虫复杂生物学的理解和寄生虫,宿主和载体之间的相互作用,冬季。

在摄取血液过程中的一个含沙蝇(斑瘤Papatasi)。桑林负责导致疾病利什曼病的莱山米西亚物种的蔓延。图片来信:詹姆斯Gathany /疾病控制中心

有三种主要形式的Leishmaniaisis,每个主要形式与不同的物种相关莱山岛寄生虫:

  1. 内脏 - 疾病最严重和最潜在的致命形式
  2. 皮肤 - 最常见的形式,导致皮肤病变,如溃疡
  3. 削弱 - 可以导致鼻子,口腔和喉部的粘膜部分或完全破坏的形式。

虽然只有一小部分被感染的人莱山岛寄生虫实际上会展现Leishmaniaisis,但每年导致约30,000人死亡。Leishmania Donovani因此,是最重要的物种,因为它导致内脏的Leishmaniaisis通常是致命的。

虽然科学家一直在努力莱山岛虽然一段时间仅相对较近,他们已经能够在全球研究其遗传多样性。超过20种莱山岛在文献中报道了影响人类的人。然而,物种的定义是非常模糊的,科学家热衷于提供遗传理由。然后,这将帮助他们定义寄生虫在世界的不同地区时如何变化。

无性vs性繁殖

Leishmania寄生虫物种似乎有很多不同

科学家已经发现了莱山岛寄生虫物种似乎有所不同,具体取决于他们发现的世界的哪个部分。这是因为寄生虫能够改变它的再现。

在一些地区,科学家发现了这一点莱山岛寄生虫以与克隆扩张的方式以类似的方式繁殖。这意味着所有新一代或“女儿的细胞”最初就会来自单个细胞。结果这些人口莱山岛从一个相当有限的遗传池中生长和生长;它们几乎是彼此的精确副本。

相比之下,在全球的其他部分中,寄生犬正在性行为。莱山岛寄生虫有很多遗传变异在一起并交换他们的DNA大块,产生更多多样性,并逐渐漂移到越来越鲜明的生物体中。对这种情况的关注是不同的寄生虫最终可以由除砂蝇之外的载体传播。如果莱山岛物种开始混合它可能导致出现由意外或尚未认定的载体传播的更致命的寄生虫。

狗vs人类

LeishManiaisis的控制通常依赖于早期诊断,控制含沙蝇载体和其他动物宿主的管理。狗是主要的动物主持人莱山岛和一些传播一些莱山岛物种依赖于犬群中寄生虫的血液循环。

我们对人类利什曼病患者的相似性和差异以及狗发生的疾病的理解仍然存在一些差距。了解更多关于这些相似之处和差异可以揭示如果莱山岛科学家们有一个“阿基里斯的脚跟”可以瞄准帮助打破传输周期。

主要推动研究进入所有被忽视的热带疾病,主要是寻找防止它们的方法,而不是专注于治疗方法。对于基因组学,科学家们可能能够确定在这些寄生虫的再现和传播期间发生的变化。然后,这可以使他们能够为这种破坏性疾病制定有效的治疗和控制策略。

此页面上次在2020-11-23上次更新

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