Transkriptomanalysen in Fasciola hepatica
Der große Leberegel Fasciola hepatica ist ein weltweit verbreiteter Parasit. Die adulten Stadien besiedeln die Gallengänge der Lebern einer breiten Zahl verschiedener Säugetiere als Endwirte. Als Parasit von wirtschaftlich relevanten Wiederkäuern, wobei Schafe und Rinder besonders betroffen sind, verursacht Fasciola massive wirtschaftliche Schäden1,2. Der Lebenszyklus dieses Organismus ist komplex und verläuft über eine Schnecke als Zwischenwirt. Die Infektion des Endwirts erfolgt durch die Aufnahme von infektiösen Metacercarien. Aus diesen Metacercarien exzystieren im Darm des Endwirts Larvenstadien (kurz NEJs ‚“newly excysted juveniles“), welche die Darmwand penetrieren und anschließend bis zur Leber migrieren. In der Leber reifen die immaturen Würmer im Leberparenchym weiter heran (Fig. 1). Während dieser Migration kommt es zu einem immensen Größenwachstum, bei welchem die weniger als 1 mm großen NEJs über einen Zeitraum von 12 Wochen zu 2-3 cm großen adulten Stadien heranwachsen, und dann in den Gallengängen leben. Neben dem beachtlichen Wachstum kommt es zu grundlegenden Anpassungen des Parasiten an seine Umgebung3. Bisherige Behandlungsstrategien basieren auf Triclabendazol, allerdings sind schon weitreichende Resistenzen gegen dieses Medikament bekannt. Daher ist die Entwicklung alternativer Behandlungsmöglichkeiten dringend notwendig2.
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Abbildung 1 Schematische Darstellung der humanpathogenen Stadien im Lebenszyklus von Fasciola hepatica. Die newly exycsted juveniles (NEJs) exzystieren im Duodenum und pentrieren die Darmwand. Von dort migrieren sie in die Leber, in welcher die immaturen Würmer weiter heranreifen und sich von Leberparenchym ernähren. Die adulten Stadien verbleiben im Gallengang. |
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Um tiefere Einblicke in die Entwicklungs- und Anpassungsprozesse von Fasciola zu gewinnen, soll in diesem Projekt eine detaliierte Transkriptomanalyse durchgeführt werden. Von besonderem Interesse sind dabei vorallem die Entwicklung und Anpassung des Teguments und der Gastrodermis. Diese metabolisch aktiven Gewebetypen stellen die äußere und innere Oberfläche des Parasiten gegenüber der Außenwelt dar und sind daher im Sinne der Medikamententwicklung von besonderer Relevanz (Fig. 2). Andere relevante Gewebetypen sind Muskulatur und Reproduktionsorgane. Die Muskulatur ist essentiell für die Migration der Larvenstadien durch den Wirt, aber auch für die Nahrungsaufnahme. Zudem benötigen die adulten Stadien eine starke Muskulatur, um im Gallengang zu verbleiben. Die Reproduktionsorgane sind zudem essentiell für den Fortbestand der Art und somit als Ziel für zukünftige Kontrollmaßnahmen ebenfalls interessant. Somit versucht dieses Projekt eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und angewandter Medikamententwicklung zu schaffen, um perspektivisch neue Behandlungsalternativen zu ermöglichen.
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Abbildung 2 Sagittalschnitt eines immaturen Fasciola hepatica gefärbt mit Hämatoxylin-Eosin. G, Gastrodermis; Os, Bauchsaugnapf; Vs, Mundsaugnapf; T, Tegument |
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1Webb, Camille M., and Miguel M. Cabada. "Recent developments in the epidemiology, diagnosis, and treatment of Fasciola infection." Current Opinion in Infectious Diseases 31.5 (2018): 409-414.
2Fairweather, I. "Triclabendazole progress report, 2005–2009: an advancement of learning?." Journal of Helminthology 83.2 (2009): 139-150.
3Cwiklinski, Krystyna, et al. "Infection by the helminth parasite Fasciola hepatica requires rapid regulation of metabolic, virulence, and invasive factors to adjust to its mammalian host." Molecular & Cellular Proteomics 17.4 (2018): 792-809.