Vanderbilt-biologen hebben de genetische paden ontdekt die het immuunsysteem en de bloedsomloop van muggen met elkaar verbinden tijdens de strijd tegen infectie. Een mug die een infectie van malaria of bacteriën bestrijdt, trekt immuuncellen naar zijn hart die microben filteren die in zijn bloed stromen, hemolymfe genaamd. De ontdekking van twee routes die immuniteit en hemolymfecirculatie met elkaar verbinden, is een belangrijke bijdrage aan het begrip van hoe muggen, die zelf ziektevectoren zijn, reageren op infecties.

Julián F. Hillyer, hoogleraar biologische wetenschappen, en zijn onderzoeksteam onderzoeken de fysiologie van muggen en in het bijzonder hoe het hart van de mug hemolymfe pompt, hoe zijn immuuncellen infecties bestrijden en hoe deze processen op elkaar inwerken.

In sommige gevallen verslaan muggen infectie door immunologisch actieve cellen in het hart. Omdat de bloedsomloop van muggen slechts één samentrekkend vat bevat en geen slagaders of aders, stroomt hun hemolymfe vrij door het lichaam. "Insecten zetten een krachtige immuunrespons in tegen infectie, waarbij immuuncellen zich ophopen in het hart om passerende microben te vernietigen. Toch bleven de genetische mechanismen die deze immuuncellen naar het hart leiden onbekend", zegt Yan Yan, Ph.D., een lead onderzoeker op het project.

Het team van Hillyer bestudeerde de expressie van elk gen in het hart van de mug en identificeerde de genetische routes die significant geactiveerd worden op het hart wanneer een infectie optreedt. Door deze paden te verstoren met behulp van een techniek die RNA-interferentie wordt genoemd, ontdekten de onderzoekers hoe de genetische paden erbij betrokken zijn.

De immuundeficiëntieroute, die immuuneiwitten produceert en uitscheidt, rekruteert ook vrij zwevende immuuncellen om zich op het hart te vestigen. Het team ontdekte ook dat een pad dat een rol speelt bij de levensduur, reproductie en verdediging, immuuncellen naar het hart brengt. Immuuncellen die in het hart aankomen, eten en verteren microben, waardoor de kans groter is dat een mug een infectie overwint.

Hillyer, Yan en hun team veronderstellen dat de genetische routes die in dit onderzoek zijn geïdentificeerd, immuunreacties op de harten van andere insecten stimuleren - inclusief ziektevectoren, landbouwongedierte en gewasbestuivers - omdat het immuunsysteem en de bloedsomloop functioneel zijn geïntegreerd in de insectenboom van het leven en zijn evolutionair geconserveerd in de insectenlijn.

"Dit onderzoek zou de basis kunnen leggen voor nieuwe strategieën die nuttige insecten beschermen of schadelijke insecten schaden," voegde Hillyer eraan toe.

Om deze vooruitgang in kennis voort te zetten, onderzoekt het team van Hillyer hoe de verstoring van het pad de contracties van het hart van insecten beïnvloedt en zoekt het naar hartspecifieke factoren die fungeren als "homing-signalen" voor de aankomst van immuuncellen op het hart.

Het artikel, "De immuundeficiëntie en c-Jun N-terminale kinase-routes sturen de functionele integratie van het immuunsysteem en de bloedsomloop van muggen" werd gepubliceerd in het tijdschrift Open Biology op 7 september + Verder verkennen

Immuun- en bloedsomloopsystemen zijn geïntegreerd in insecten