Heligmosomoides polygyrus
Виды круглых червей

Heligmosomoides polygyrus
Самка H. polygyrus из пищеварительного тракта лесной мыши
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Эукариоты
Королевство:Анималия
Тип:Нематоды
Сорт:Хромадорея
Заказ:Рабдитида
Семья:Heligmosomidae
Род:Heligmosomoides
Разновидность:
H. polygyrus
Биномиальное имя
Heligmosomoides polygyrus
(Дюжарден, 1845)
Синонимы
  • Heligmosomoides linstowi Зал 1916
  • Nematospiroides dubius Baylis 1926

Heligmosomoides polygyrus — это встречающийся в природе кишечный круглый червь грызунов . [1] Он принадлежит к семейству Trychostrongylidae, и самцы и самки червей морфологически различимы. [ 2] Паразитимеет прямой жизненный цикл , при этом его личиночная форма является инфекционной стадией. H. polygyrus обладает способностью вызывать хронические инфекции у грызунов и изменять иммунные реакции хозяина. Эта нематода широко используется в качестве модели желудочно-кишечного паразита в иммунологических, фармакологических и токсикологических исследованиях. [3]

Таксономия

Таксон состоял из следующих подвидов: [4]

В 2006 году H. p. bakeri было предложено рассматривать как отдельный полноценный вид, Heligmosomoides bakeri , на основании генетических данных. В статье 2010 года представлены как генетические, так и фенотипические данные. H. p. corsicus ближе к H. bakeri , чем к собственно H. polygyrus по этим двум критериям, но подвид был слишком плохо описан, чтобы его можно было переместить. [4] В статье 2023 года представлены полные геномы обоих видов, однозначно показывающие их генетическое расстояние, которое составляет 1 миллион лет раздельной эволюции. [5]

Жизненный цикл и морфология

Этот паразит имеет прямой жизненный цикл без промежуточных хозяев. Жизненный цикл занимает около 13–15 дней. [1] [6] Инфицированные мыши выделяют фекалии, содержащие яйца, а размеры яиц варьируются от 70 до 84 микрометров (мкм) в длину и от 37 до 53 мкм в ширину. [7] Яйца выделяются хозяином на стадии от 8 до 16 клеток и вылупляются в окружающей среде примерно через 24 часа после прохождения через хозяина. [8] Личинки L1 появляются из яйца и имеют длину от 300 до 600 мкм. Вокруг рудиментарного рта можно увидеть три губоподобные структуры. Личинки L1 линяют в личинки L2 через 2–3 дня; затем они начинают питаться бактериями в окружающей среде. Кутикула стадии L1 отслаивается с обоих концов личинки, но остается слабо связанной с личинкой L2, становясь внешней оболочкой вплоть до заражения. Через 3 дня L2 частично линяет в покрытую оболочкой L3, инфекционную непитающуюся стадию. Инфекционные личиночные стадии имеют длину 480–563 мкм.

Взрослая самка червя Heligmosomoides polygyrus .

Мыши проглатывают стадию L3 паразита, и через 18 часов в просвете кишечника появляется вывернутая оболочка L3 . Оболочка L1 сбрасывается после приема пищи, в этот момент личинки немного укорачиваются и достигают длины 376–540 мкм. Через 24 часа после приема пищи личинки проникают в слизистую оболочку кишечника. Примерно через 4 дня после приема пищи L3 линяют в L4 в подслизистой оболочке кишечника. Через 6 дней после приема пищи они инкапсулируются в мышечном слое кишечника и начинают созревать во взрослых паразитов. К 14-му дню взрослые самцы и самки червей контактируют в просвете кишечника , спариваются и производят яйца, которые выводятся с фекалиями, таким образом продолжая жизненный цикл. Взрослые самцы плотно свернуты и обычно имеют длину 8–10 мм. Самки также плотно свернуты, но крупнее, их длина составляет 18–21 мм. Взрослые особи характеризуются темно-красной пигментацией, тогда как свободноживущие личиночные формы в основном полупрозрачны.

Эпидемиология

При естественных инфекциях H. p. polygyrus встречается практически повсеместно в популяциях диких лесных мышей ( Apodemus sylvaticus ). В одном исследовании популяций лесных мышей в Оксфордшире , Англия, 70% всех отобранных мышей были носителями инфекции H. p. polygyrus , при этом средняя инфекционная нагрузка составляла около 12 червей на мышь. [9] Интенсивность естественной инфекции у лесных мышей сильно варьируется: от нуля до 244 взрослых червей на мышь. У самцов и самок мышей паразитарная нагрузка одинаковая. Распространенность паразитов, по-видимому, положительно коррелирует с весом и возрастом мыши, показывая увеличение распространенности у старых, более тяжелых мышей. Инфекция также регулировалась сезонно в популяции лесных мышей, при этом самая высокая распространенность инфекции/интенсивность нагрузки червями приходится на раннюю весну и достигает самых низких значений в конце лета/начале осени. Это обратно пропорционально типичному поведению лесных мышей при размножении, когда популяция достигает пика в конце лета или начале осени и является самой низкой ранней весной. [9]

Основная часть исследований H. polygyrus (в частности, H. p. bakeri ) проводилась на лабораторных мышах Mus musculus , поскольку они используются в качестве модели заражения человека гельминтами , для которой существует спектр естественной устойчивости к заражению паразитами. [6]

Патогенность

При заражении H. polygyrus возникают врожденные и адаптивные иммунные реакции хозяина , предотвращающие закрепление паразита в кишечнике. Устанавливается сильный иммунный ответ заживления ран ( тип Th2 ), связанный с кишечной патологией. Подобно другим инфекциям, вызванным круглыми червями, иммунитет Th2 направлен на устранение паразита или его ограничение для минимизации ущерба хозяину.

Иммунологические реакции на инфекцию H. p. bakeri и воздействие червя на иммунную систему.

Слизь, секретируемая бокаловидными клетками кишечника, действует как первая линия защиты, поэтому увеличение количества бокаловидных клеток является основным наблюдаемым изменением во время инфекции H. p. bakeri . [10] Макрофаги активируются посредством цитокинов Th2 , и они важны для очищения от паразитов, увеличивая перистальтику кишечника и вызывая фиброз и заживление. [11] Эти иммунные клетки также важны для образования гранулемы . Это защитная реакция хозяина, направленная на то, чтобы поймать паразита и минимизировать его повреждение кишечника. Кроме того, эти клетки важны для усиления сокращений стенки кишечника, что облегчает изгнание червей. [6] Селезенка , брыжеечные лимфатические узлы , пейеровы бляшки и лимфоциты собственной пластинки вызывают сильный иммунный ответ Th2 , вырабатывая различные цитокины ( интерлейкин 3 , IL4 , IL5 , IL9 , IL10 и IL13 ), которые важны для контроля и изгнания глистов. Эти цитокины способствуют образованию эффекторных клеток CD4 T-хелперов 2, необходимых для адаптивных иммунных реакций против паразита. Кроме того, костимулирующие сигналы через CD80 и CD86 также важны для формирования иммунного ответа Th2 и выработки иммуноглобулина E (IgE). [7] В гуморальном звене иммунитета паразит-специфический IgG1 играет большую роль в защите во время инфекции, а IgA , как было показано, оказывает незначительное влияние. IgM и IgE не важны для защиты от H. p. bakeri .

Однако, несмотря на этот впечатляющий иммунный ответ, H. p. bakeri способен перехватывать иммунный ответ хозяина, ослабляя ответ Th2, генерируемый против него самого, что приводит к хронической инфекции. Эта иммунная регуляция происходит посредством сильного регуляторного ответа Т-клеток, вызываемого в селезенке и брыжеечных лимфатических узлах хозяина, в основном с участием регуляторных Т-клеток CD25 + CD103 + . [12] Другим фактором может быть выработка ингибитора высвобождения алармина H. p. bakeri ( A0A3P7XL18 ), подавляющего IL-33 белка домена Sushi 26-kDa , ингибирующего обработку IL33 в его активную форму. [13] H. p. bakeri также секретирует молекулу, которая является имитатором TGF-β , называемую Hp -TGM ( имитатор TGF-β H. polygyrus , A0A2D1LW19 ). [14] [15] Хотя Hp -TGM не имеет структурной гомологии с TGF-β млекопитающих , он также способен связываться с комплексом рецепторов TGF-β и стимулировать нисходящие сигнальные процессы. К ним относится управление экспрессией FOXP3 , главного фактора транскрипции регуляторных Т-клеток . Было показано, что Hp -TGM индуцирует популяции регуляторных Т-клеток у мышей, которые имели повышенную стабильность при наличии воспаления in vivo . [16] Hp -TGM также может индуцировать популяции регуляторных Т-клеток человека как из наивных, так и из CD4+ Т-клеток памяти , которые были стабильны при наличии воспаления. [17] Таким образом, Hp -TGM демонстрирует потенциал для разработки в качестве нового терапевтического средства для восстановления иммунной толерантности при воспалительных заболеваниях.

Профилактика и лечение

Не существует формальных профилактических стратегий для контроля H. polygyrus , хотя паразит восприимчив к ряду лекарственных препаратов. Лечение инфицированной мыши пирантел памоатом , ивермектином или другими антигельминтными препаратами помогает избавиться от инфекции и обеспечивает иммунитет к повторному заражению. [6] Кроме того, можно собрать коктейль из экскреторно-секреторных антигенов H. p. bakeri и ввести его мышам в присутствии квасцов , чтобы вызвать стерилизующий иммунитет до заражения. [6] [18]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Gregory, Richard D.; Keymer, Anne E.; Clarke, John R. (1990-01-01). «Генетика, пол и воздействие: экология Heligmosomoides polygyrus (Nematoda) у лесной мыши». Журнал экологии животных . 59 (1): 363–378 . doi :10.2307/5178. JSTOR  5178.
  2. ^ al-Bassel, DA; Stietieh, FM; Farrag, AM (2000-04-01). «О морфологии Heligmosomoides polygyrus (Nematoda-Trichostrongylidae) от полевой мыши apodemus sylvaticus». Журнал Египетского общества паразитологии . 30 (1): 43–49 . ISSN  1110-0583. PMID  10786017.
  3. ^ Pleass, RJ; Bianco, AE (1 сентября 1995 г.). «Влияние гамма-излучения на развитие Heligmosomoides polygyrus bakeri у мышей». Международный журнал паразитологии . 25 (9): 1099– 1109. doi :10.1016/0020-7519(95)00010-Y. PMID  8847171.
  4. ^ ab Behnke, Jerzy; Harris, Phil D. (ноябрь 2010 г.). «Heligmosomoides bakeri: новое название для старого червя?». Trends in Parasitology . 26 (11): 524– 529. doi :10.1016/j.pt.2010.07.001. PMID  20729145.
  5. ^ Стивенс, Л.; Мартинес-Угальде, И.; Кинг, Э.; Вагах, М.; Абсолон, Д.; Банкрофт, Р.; Гонсалес де ла Роса, П.; Холл, Дж. Л.; Кинингер, М.; Клох, А.; Пелан, С.; Робертсон, Э.; Педерсен, АБ.; Абреу-Гуджер, К.; Бак, АХ; Блакстер, М. (27 ноября 2023 г.). «Древнее разнообразие генов взаимодействия хозяина и паразита у модельной паразитической нематоды». Nature Communications . 14 (1): 7776. doi :10.1038/s41467-023-43556-w. PMC 10682056 . PMID  38012132. 
  6. ^ abcde Рейнольдс, Лиза А.; Филби, Кара Дж.; Майзелс, Рик М. (2012-10-11). «Иммунитет к модельному кишечному паразиту Heligmosomoides polygyrus». Семинары по иммунопатологии . 34 (6): 829– 846. doi :10.1007/s00281-012-0347-3. ISSN  1863-2297. PMC 3496515. PMID 23053394  . 
  7. ^ ab Ehrenford, Frank A. (1954-01-01). "Жизненный цикл Nematospiroides dubius Baylis (Nematoda: Heligmosomidae)". Журнал паразитологии . 40 (4): 480– 481. doi :10.2307/3273905. JSTOR  3273905.
  8. ^ Брайант, Виктория (1973-09-01). "Жизненный цикл Nematospiroides dubius, Baylis, 1926 (Nematoda: Heligmosomidae)". Журнал гельминтологии . 47 (3): 263– 268. doi :10.1017/S0022149X00026535. ISSN  1475-2697. PMID  4796125. S2CID  2864785.
  9. ^ ab Gregory, Richard D. (1992-01-01). «Об интерпретации экологии хозяина-паразита: Heligmosomoides polygyrus (Nematoda) в популяциях диких лесных мышей (Apodemus sylvaticus)». Журнал зоологии . 226 (1): 109– 121. doi :10.1111/j.1469-7998.1992.tb06130.x. ISSN  1469-7998.
  10. ^ Гренсис, Ричард К.; Хамфрис, Нил Э.; Бэнкрофт, Эллисон Дж. (2014-07-01). «Иммунитет к желудочно-кишечным нематодам: механизмы и мифы». Immunological Reviews . 260 (1): 183– 205. doi :10.1111/imr.12188. ISSN  1600-065X. PMC 4141702. PMID 24942690  . 
  11. ^ Филби, Кара Дж.; Грейнджер, Джон Р.; Смит, Кэтрин А.; Бун, Луис; ван Ройен, Нико; Харкус, Ивонн; Дженкинс, Стивен; Хьюитсон, Джеймс П.; Майзелс, Рик М. (2014-05-01). «Врожденные и адаптивные реакции иммунных клеток типа 2 при генетически контролируемой устойчивости к кишечным гельминтозам». Иммунология и клеточная биология . 92 (5): 436– 448. doi :10.1038/icb.2013.109. ISSN  0818-9641. PMC 4038150. PMID 24492801  . 
  12. ^ Финни, Констанс AM; Тейлор, Мэтью Д.; Уилсон, Марк С.; Майзелс, Рик М. (2007-07-01). «Расширение и активация регуляторных Т-клеток CD4(+)CD25(+) при инфекции Heligmosomoides polygyrus». Европейский журнал иммунологии . 37 (7): 1874– 1886. doi :10.1002/eji.200636751. ISSN  0014-2980. PMC 2699425. PMID 17563918  . 
  13. ^ Osbourn; et al. (17 октября 2017 г.). «Белок HpARI, секретируемый паразитом-гельминтом, подавляет интерлейкин-33». Immunity . 47 (4): 739– 751. doi :10.1016/j.immuni.2017.09.015. PMC 5655542 . PMID  29045903. 
  14. ^ Johnston, CJC; Smyth, DJ; Kodali, RB; White, MPJ; Harcus, Y; Filbey, KJ; Hewitson, JP; Hinck, CS; Ivens, A; Kemter, AM; Kildemoes, AO; Le Bihan, T; Soares, DC; Anderton, SM; Brenn, T; Wigmore, SJ; Woodcock, HV; Chambers, RC; Hinck, AP; McSorley, HJ; Maizels, RM (декабрь 2017 г.). «Структурно отличный имитатор TGF-β из кишечного паразита-гельминта мощно индуцирует регуляторные Т-клетки». Nature Communications . 8 (1): 1741. Bibcode :2017NatCo...8.1741J. doi : 10.1038/s41467-017-01886-6 . PMC 5701006. PMID  29170498 . 
  15. ^ Smyth, DJ; Harcus, Y; White, MPJ; Gregory, WF; Nahler, J; Stephens, I; Toke-Bjolgerud, E; Hewitson, JP; Ivens, A; McSorley, HJ; Maizels, RM (апрель 2018 г.). «TGF-β mimic proteins form an extended gene family in the murine parasite Heligmosomoides polygyrus». International Journal for Parasitology . 48 (5): 379–385 . doi : 10.1016/j.ijpara.2017.12.004 . PMC 5904571. PMID  29510118 . 
  16. ^ Уайт, MPJ; Смит, DJ; Кук, L; Циглер, SF; Левингс, MK; Майзелс, RM (2021-05-14). «Паразитный цитокин-имитатор Hp-TGM эффективно воспроизводит регуляторные эффекты TGF-β на мышиных CD4 + T-клетках». Иммунология и клеточная биология . 99 (8): 848–864 . doi : 10.1111/IMCB.12479 . PMC 9214624. PMID  33988885 . 
  17. ^ Кук, Л.; Рейд, КТ; Хаккинен, Э.; де Би, Б.; Танака, С.; Смит, Д.Дж.; Уайт, М.П.Дж.; Вонг, М.К.; Хуан, К.; Гиллис, Дж.К.; Зейглер, С.Ф.; Майзелс, Р.М.; Левингс, МК (30.04.2021). «Индукция стабильных человеческих FOXP3 + Tregs с помощью паразитарного имитатора TGF-β». Иммунология и клеточная биология . 99 (8): 833–847 . doi : 10.1111/IMCB.12475 . PMC 8453874. PMID  33929751 . 
  18. ^ Хьюитсон, Джеймс П.; Филби, Кара Дж.; Грейнджер, Джон Р.; Доул, Адам А.; Пирсон, Марк; Мюррей, Дженис; Харкус, Ивонн; Майзелс, Рик М. (2011-11-01). «Heligmosomoides polygyrus вызывает доминантный непротекторный ответ антител, направленный против ограниченных гликановых и пептидных эпитопов». Журнал иммунологии . 187 (9): 4764– 4777. doi :10.4049/jimmunol.1004140. ISSN  0022-1767. PMC 4306209. PMID  21964031 . 
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Heligmosomoides_polygyrus&oldid=1262137865#Таксономия"