Укус этой мухи ставит вас в смертельный сон

Укус мухи цеце может заразить вас страшным паразитом, который приносит глубокий и, возможно, смертельный сон

  • Автор: Мелисса Хогенбум

19 декабря 2016 года

Укус от мухи цеце - очень неприятный опыт. Он не похож на комара, который может прорезать тонкий рот прямо в вашу кровь, часто без вашего внимания. Напротив, рот мухи цеце имеет крошечные зубцы на нем, которые видели в вашей коже на пути, чтобы высасывать кровь.

Хуже того, несколько видов мухи цеце могут передавать болезни. Одним из самых опасных является паразит, который вызывает «сонную болезнь» или «африканский трипаносомоз человека», чтобы дать ему свое официальное название. Без лечения инфекция обычно смертельна .

Как и многие тропические болезни, солевую болезнь часто игнорировали фармацевтические исследователи. Однако исследователи давно пытались понять, как он уклоняется от защитных механизмов наших тел. Некоторые из их взглядов теперь могут помочь нам устранить сонную болезнь вообще.

Трипаносома brucei protozoan (фиолетовый) среди эритроцитов (кредит: глаз науки / SPL)
Трипаносома brucei protozoan (фиолетовый) среди эритроцитов (кредит: глаз науки / SPL)

Есть два тесно связанных одноцепочечных паразита, которые вызывают этот смертельный сон: Trypanosoma brucei rhodesiense и T. b. gambiense. Последнее гораздо более распространено: оно отвечает до 95% случаев, главным образом в Западной Африке. Требуется несколько лет, чтобы убить человека, а Т. б. rhodesienseможет привести к смерти в течение нескольких месяцев. Существуют и другие формы заражения скота.

После первоначального укуса симптомы сонной болезни часто начинаются с лихорадки, головных болей и болящих мышц. По мере того, как болезнь продолжается, инфицированные становятся все более уставшими, и именно там оно и называется. Могут также произойти изменения личности, серьезная путаница и плохая координация.

У человека не может быть никаких симптомов, но все же оба страдают болезнью и распространяют ее

Хотя лекарство действительно помогает, некоторые методы лечения токсичны и могут быть смертельными, особенно если они назначаются после того, как болезнь достигла мозга.

Стоит отметить, что сонная болезнь уже не так опасна, как когда-то. В начале 20-го века ежегодно заразилось несколько сотен тысяч человек. К 1960 году болезнь считалась «под контролем» и достигла очень низких показателей, что затрудняет ее распространение. Но в 1970-х годах произошла еще одна крупная эпидемия, которой потребовалось 20 лет.

С тех пор лучшие программы скрининга и более ранние вмешательства значительно сократили число случаев. В 2009 году впервые после начала записи было менее 10 000 случаев, и в 2015 году эта цифра снизилась до менее чем 3000, согласно последним данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). ВОЗ надеется, что к 2020 году болезнь будет полностью устранена.

Хотя это снижение выглядит положительным, может быть еще много случаев, которые не сообщаются в сельской Африке. Чтобы полностью устранить болезнь, необходимо внимательно следить за инфекциями.

Более проблематично, ряд новых исследований показал, что паразит более сложный, чем считалось ранее.

В начале 1900-х годов произошла крупная вспышка сонной болезни (Credit: Interfoto / Alamy)
В начале 1900-х годов произошла крупная вспышка сонной болезни (Credit: Interfoto / Alamy)

Сонная болезнь всегда считалась - и диагностировалась - как заболевание крови, потому что паразиты T. brucei легко могут быть обнаружены в крови ее жертв. Однако в исследовании, опубликованном в сентябре 2016 года, исследователи обнаружили, что паразит может находиться в коже и жире, а также в крови.

Возможно, даже более высокая плотность паразита в коже, чем в крови, говорит соавтор Annette MacLeod из Университета Глазго, Великобритания. Муха цеце, пить кровь человека, может «поглощать паразитов, поражающих кожу, вместе с кровью».

Вы можете укрывать этих паразитов в течение длительного времени и быть в порядке

Это означает, что человек не может иметь никаких симптомов, но все же обе страдает заболеванием и распространяет его. «Мы считаем, что кожа является скрытым резервуаром инфекции», - говорит МакЛауд. Люди, переносящие инфекцию на их коже, не будут лечиться, так как пациентам с обнаруживаемыми уровнями паразита в крови назначают лекарства.

Находка может объяснить загадочную эпидемию 1970-х годов и почему болезнь может возникнуть в районах, которые ранее были очищены.

«У нас был один человек из Сьерра-Леоне, но он не возвращался в течение 29 лет, а затем сошел с сонной болезнью поздней стадии», - говорит МакЛауд. «Вы можете укрывать этих паразитов в течение длительного времени и быть в порядке».

Это не единственная причина, по которой паразиты могут уклониться от нашей иммунной системы.

Немного мухи мухи цеце очень болезненны и могут быть смертельными (кредит: Scenics & Science / Alamy)
Немного мухи мухи цеце очень болезненны и могут быть смертельными (кредит: Scenics & Science / Alamy)

В 2014 году Этьен Пейс из Брюссельского университета в Бельгии описал историю сонной болезни как «гонку вооружений» между людьми и паразитом. В этой битве наше ключевое оружие - это белок, называемый аполипопротеином L1, который устойчив к более ранней форме T. brucei .

Этот белок был «эффективным в убийстве паразита в крови», говорит Пейс. «Насколько нам известно, там было только убить паразита».

Сейчас платит подозрение, что некоторые люди устойчивы ко всем формам паразита

К сожалению, со временем паразит нашел путь мимо защиты белка. В то время как аполипопротеин L1 все еще может убить вариант заражения крупного рогатого скота, он не эффективен против двух штаммов T. brucei , которые заражают людей. Этим двум «удалось убежать», говорит Пейс.

Пейдж и его команда сумели настроить белок в своей лаборатории, чтобы сделать его устойчивым к Т. б. rhodesiense , редкая, но более смертельная форма.

Они не понимали, что в Африке есть люди, у которых уже есть аналогичная система защиты. Благодаря мутации в одном и том же белке они обладают естественным иммунитетом к T. b. родезианс . Сейчас платит подозрение, что некоторые люди устойчивы ко всем формам паразита.

К сожалению, этот естественный иммунитет стоит дорого. Никто не знает, почему, но он был связан с заболеванием почек в старшем возрасте.

Муха цеце может нести паразиты трипаносомы (Кредит: Скотт Камазин / Аламы)
Муха цеце может нести паразиты трипаносомы (Кредит: Скотт Камазин / Аламы)

Задача состоит в том, чтобы сделать вариант без побочных эффектов. Команда Pays сделала еще один белок, способный убивать обе формы, но когда они тестировали его у мышей, животные погибли.

Паразит должен пересечь гематоэнцефалический барьер, который блокирует большинство болезней и токсинов

Pays все еще настраивает этот белок в лаборатории, надеясь, что он обеспечит эффективное лечение. «Мы разработали еще один, который мы сейчас тестируем», - говорит он.

Если он сможет заставить его работать, врачам просто нужно будет вводить белок зараженному человеку. Затем он убьет паразита и исчезнет. Это многообещающе, но есть еще одна проблема.

Причина сонной болезни настолько смертельна, что она может войти в мозг. Там он вызывает самые серьезные симптомы, такие как путаница, галлюцинации и плохая координация. Когда-то в мозгу становится все труднее лечить, и поэтому более вероятно, что он будет смертельным. Врачи считают это вторым этапом заболевания, первым из которых является заражение крови.

Чтобы достичь мозга, паразит должен пересечь гематоэнцефалический барьер, который блокирует большинство болезней и токсинов. Ключевой вопрос заключается в том, как он проходит. Но опять же, похоже, у нас, возможно, был неправильный конец палки.

Как только паразит пересекает гематоэнцефалический барьер, он гораздо более смертелен (Credit: Sebastian Kaulitzki / Alamy)
Как только паразит пересекает гематоэнцефалический барьер, он гораздо более смертелен (Credit: Sebastian Kaulitzki / Alamy)

В исследовании, опубликованном в октябре 2016 года, предлагается, чтобы сонная болезнь фактически имела три различных этапа, а не две, как считалось ранее.

Первый этап - укус мухи цеце, после чего паразит заражает кровь человека. На втором этапе, который ранее не был идентифицирован, он появляется в спинномозговой жидкости и в трех мембранах, которые окружают мозг, известный как мозговые оболочки. На третьем этапе защитные границы мозга разрушаются, а «массовое вторжение» трипаносом пересекает гематоэнцефалический барьер и атакует мозг.

Идея состоит в том, чтобы держать хозяина в живых, так что паразит больше заражает других

Майкл Дузенко из Университета Тюбингена в Германии и его коллеги обнаружили вторую стадию у мышей. Они также обнаружили причину, по которой третий этап иногда занимает месяцы или даже годы. Оказывается, паразит держится на втором этапе, активно замедляя развитие болезни.

Для этого он выпускает соединение под названием простагландин D2, что делает две вещи. Во-первых, он вызывает сон у пациента, делая их более уязвимыми для укуса мухи цеце. Во-вторых, это приводит к тому, что некоторые из клеток паразита начинают процесс, называемый апоптозом, или «смерть клеток». Другими словами, трипаносома намеренно уничтожает некоторые из его собственных клеток.

Убийство некоторых из ваших собственных ячеек может показаться плохой идеей, но при этом «уменьшает нагрузку на хозяина и увеличивает вероятность того, что паразиты будут переданы мухе мухи цеце», - говорит Дузенко. Идея состоит в том, чтобы держать хозяина в живых, так что паразит больше заражает других. Если концентрация паразитов будет расти слишком быстро, хозяин умрет до того, как паразит может распространиться на другой.

Это открытие может помочь объяснить, почему некоторые люди живут с хроническими уровнями болезни в течение многих лет. Учебники теперь должны быть переписаны соответствующим образом, говорит Дузенко.

Несмотря на эти успехи, остается проблема в том, что Т. Брючей чрезвычайно хорош в том, чтобы оставаться на шаг впереди обороны своих хозяев.

В последнее десятилетие смертельные случаи сонной болезни снизились (Credit: The Science Picture Company / Alamy)
В последнее десятилетие смертельные случаи сонной болезни снизились (Credit: The Science Picture Company / Alamy)

Паразит обладает особой квалификацией в «антигенной вариации»: у него более 1000 версий белка на его внешней поверхности, но он отображается только по одному, поэтому иммунная система хозяина только выдает антитела против показанного. Тем временем некоторые из паразитов переключились на другую версию, на которую нельзя нападать этими антителами.

Каждый раз, когда хозяин создает антитела против новой волны паразитов, некоторые трипаносомы переключаются на новый слой. «Иммунный ответ всегда пытается догнать паразитов, - говорит Мартин Тейлор из Лондонской школы гигиены и тропической медицины в Великобритании.

До недавнего времени предпринимались попытки найти наркотики для этих забытых болезней

Отчасти по этой причине в течение десятилетий новых лекарств не было. Одним из рекомендуемых препаратов является пентамидин, который относится к первой стадии T. b. gambiense . Он был разработан в 1940 году. Меларсопрол, который относится к заключительной стадии, был разработан в 1949 году. Он токсичен и вызывает смерть примерно в 5% случаев.

Другая проблема заключается в том, что фармацевтические компании не вкладывали много денег в исследования сонной болезни: это забытая болезнь.

«Причина, по которой они называются забытыми болезнями, заключается в том, что их игнорировали», - говорит Тейлор . «Потому что они являются болезнями самых бедных людей в развивающихся странах, и поскольку для разработки лекарственного препарата на рынок требуется миллионы долларов, нет никаких экономических стимулов для разработки новых лекарств».

В последние годы это немного изменилось. Некоторые фармацевтические компании даже сотрудничают с некоммерческими организациями, которые стремятся к новым лекарствам, таким как инициатива « Наркотики для забытых болезней» .

MacLeod говорит, что есть два новых препарата «в стадии разработки», которые проходят испытания. «Совсем недавно предпринимались попытки найти наркотики для этих забытых болезней», - говорит она.

Очевидно, что болезнь будет на долгие годы. Но, раскрыв больше секретов паразита, однажды мы могли бы спать в постели в последний раз.