In Midden- en Zuid-Amerika brengen roofzuchtige bloedzuigende insecten de veroorzaker van de wijdverbreide ziekte van Chagas over. Aangezien de ziekte ernstige symptomen kan veroorzaken en er tot op heden geen vaccin is tegen de Trypanosoma-parasieten, is de belangrijkste aanpak op dit moment om de bug te bestrijden met insecticiden. Een Duits-Braziliaans onderzoeksteam heeft nu onderzocht hoe trypanosomen de darmmicrobiota van de kever veranderen. Het doel op lange termijn:de bacteriegemeenschap in de darm van de roofwants zodanig veranderen dat deze zich kan verdedigen tegen de trypanosomen.

Volgens schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) zijn wereldwijd tussen de zes en zeven miljoen mensen, voornamelijk in Midden- en Zuid-Amerika, besmet met de Trypanosoma cruzi-soort trypanosoom. Deze eencellige (protozoaire) parasiet veroorzaakt de ziekte van Chagas (Amerikaanse trypanosomiasis), die in de acute fase onopvallend is:slechts in elk derde geval ontwikkelt de geïnfecteerde persoon helemaal geen symptomen, die dan niet-specifiek kunnen zijn, zoals koorts, netelroos en gezwollen lymfeklieren. De parasieten blijven echter in het lichaam en vele jaren later kan de chronische ziekte van Chagas levensbedreigend worden, met pathologische vergroting van het hart en progressieve verlamming van het maagdarmkanaal.

Er is geen vaccin tegen de ziekteverwekker en de behandeling van de ziekte in een vergevorderd stadium is moeilijk. Daarom ligt de focus in Latijns-Amerika eerder op het bestrijden van de bug die Chagas-trypanosomen overdraagt:de roofzuchtige bloedzuigende bug van de subfamilie van insecten Triatominae . Het neemt de trypanosomen op tijdens de steek, die vervolgens zijn darm koloniseren. Door zijn ontlasting die het meest naast de beet wordt afgezet, scheidt de kever de ziekteverwekker uit, die vaak in de wond wordt gewreven bij het krabben van de extreem jeukende beet.

Hoewel het aantal nieuwe infecties is gedaald in verschillende regio's waar insecticiden op grote schaal worden gespoten, ontstaan ​​er problemen:de laatste tien jaar is er steeds meer resistentie tegen veel voorkomende insecticiden door verschillende soorten roofwantsen waargenomen. Deze insecticiden hebben ook een negatieve impact op het milieu en de lokale bevolking.

Onderzoekers over de hele wereld spannen zich in om alternatieve methoden te vinden om Trypanosoma cruzi onder controle te houden. Een mogelijkheid zou kunnen zijn om bacteriën in de darm van de roofwants zo te modificeren dat ze de Chagas-trypanosomen elimineren of hun ontwikkeling remmen.

In samenwerking met wetenschappers van het Instituto René Rachou in Belo Horizonte, Brazilië, parasitologen en infectiebiologen Fanny Eberhard en professor Sven Klimpel van de Goethe University, de Senckenberg-Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research (SGN) en het LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics heeft nu onderzocht hoe Chagas-trypanosomen de bacteriegemeenschap in de darm van de roofwants veranderen. Om dit te doen, gebruikten ze genoomanalyse, waardoor ze de samenstelling van de bacteriële gemeenschap in de darm van de bug, het microbioom, voor en na infectie met de ziekteverwekker konden vergelijken (metagenomische shotgun-sequencing).

Het resultaat:na de infectie nam het aantal bacteriestammen in de darm van de kever aanzienlijk af. Bepaalde stammen, waaronder de potentieel pathogene bacterie Enterococcus faecalis, profiteerden van de aanwezigheid van de parasieten. Bovendien zijn de onderzoekers erin geslaagd om vier bacteriesoorten te identificeren die waarschijnlijk functies overnemen die belangrijk zijn voor de kever, zoals de synthese van B-vitamines.

Fanny Eberhard legt uit:"Vitamine B is een van de voedingsstoffen die bloedzuigende insecten niet binnenkrijgen via hun bloedmaaltijden. Bacteriën die vitamine B produceren zijn daarom erg belangrijk voor de kever, komen bij vrijwel alle individuen voor en blijven in de roofwants darm zelfs over generaties heen. Daarom zijn dergelijke bacteriën potentieel geschikte ontvangers voor genen die defensieve stoffen produceren tegen Chagas-trypanosomen."

Professor Sven Klimpel licht toe:"Uiteindelijk is ons doel dat de roofwants zichzelf verdedigt tegen Chagas-trypanosomen en op deze manier infectie bij mensen voorkomt. Voordat we echter bacteriën met dergelijke eigenschappen kunnen produceren en vervolgens roofwantsen die ze bevatten, kunnen vrijgeven , moeten we beter begrijpen hoe de ecologie van de darm van de kever is gestructureerd en hoe de uitgebreide interacties tussen gastheer, ziekteverwekker en microbioom functioneren. Ons werk levert hier een essentiële bijdrage aan."

Het onderzoek is gepubliceerd in Microbiome .