Het onderzoek van de hoogleraar biologische wetenschappen laat zien hoe immuunreacties kosten met zich meebrengen

Bepaalde populaties van driedoornige stekelvissen zijn in de loop van de tijd geëvolueerd om weerstand te bieden aan lintwormen die in zoetwatermeren worden aangetroffen, maar deze weerstand heeft een prijs.

Biologische Wetenschappen Assistent-professor Natalie Steinel en een team van onderzoekers bestudeerden stekelbaarsvissen in British Columbia en ontdekten dat de vissen in Roberts Lake, ongeveer 160 mijl ten noordwesten van Vancouver, littekens ontwikkelden, bekend als fibrose, als reactie op lintwormen die erin groeiden.

Hun bevindingen, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Science, tonen aan dat deze immuunrespons negatieve effecten heeft op de vruchtbaarheid van stekelbaarzen, wat de reden kan zijn waarom andere populaties stekelbaars, zoals die in Gosling Lake, op slechts enkele kilometers van Roberts Lake, lintwormen tolereren. tot de vorming van littekens om hen heen. De lintwormen die vissen in Lake Gosling besmetten, kunnen oplopen tot een derde van het lichaamsgewicht van de vis.

Steinel gaf ons onlangs een nadere blik op dit onderzoek.

V: Uw onderzoeksteam is in 2013 met dit onderzoek begonnen. Wat was het oorspronkelijke doel?

EEN: Het doel was om inzicht te krijgen in de diversiteit aan infecties die we in wilde populaties hebben waargenomen. We bestuderen wilde populaties stekelbaarsvissen die allemaal dezelfde lintworm hadden maar anders reageerden op deze infectie. In het ene meer in British Columbia zagen we een stekelbaars die bezaaid was met zeer grote parasieten, en dan in een ander meer, ongeveer 15 kilometer verderop, had de stekelbaars bijna geen infectie. We waren erg geïnteresseerd om erachter te komen of er omgevingsfactoren waren of dat er iets genetisch en immunologisch aan de hand was dat de verschillende resultaten veroorzaakte die we zagen.

Vraag: Waarom heeft het onderzoekscentrum de driedoornige stekelbaars gevist?

EEN: We weten zoveel over de evolutionaire geschiedenis van de spitsmuis, dus we hebben veel achtergrondkennis om op voort te bouwen. Ze zijn al heel lang een model van evolutionaire biologie en ecologie, maar ze zijn een relatief nieuw model voor immunologisch werk. En er is zoveel interessante variatie tussen deze vissen die overal op het noordelijk halfrond te vinden zijn. Er zijn enorme kansen om van al deze diversiteit te profiteren en interessante fenotypen te bestuderen [observable traits].

Vraag: Uw team heeft gekeken hoe het litteken van het kikkervisje een rol speelt bij lintworminfectie. Waarom deze aandacht?

">
Foto door Natalie Steinel
Een grote lintworm afgebeeld naast een driedoornige snuitkever.

EEN: Ik deed een zijproject over uitstekende vissen en merkte deze vreemde fibrose op [scarring of the tissue] in hun lichaamsholte. Ik kon verklevingen zien en een extracellulaire matrix die bijna lijm is, alle organen samensmeltend. Ik deelde dit met Daniel Bolnick [the principal investigator of the research project and professor at the University of Connecticut], en hij zei dat hij dit eerder had gezien in ingeblikte vis en dacht dat de markeringen zouden kunnen zijn ontstaan ​​​​door het inblikproces. Maar toen we er meer aandacht aan gingen besteden, realiseerden we ons dat dit een eigenschap van de vis is. We begonnen de vissen in het laboratorium te beoordelen op hoe ernstig hun fibrose was. We gebruikten dit scoresysteem ook in het veld en verzamelden zo verschillende jaren aan gegevens voor het volgen van fibrose in wilde populaties. Hij benadrukt het belang van oplettendheid bij het doen van je werk en het opmerken van dingen die je vreemd lijken, omdat je na verloop van tijd een trend kunt zien die leidt tot de vorming van nieuwe wetenschappelijke vragen.

Vraag: Wat waren de belangrijkste bevindingen van dit onderzoek?

EEN: We ontdekten dat fibrose lijkt te zijn geëvolueerd als een eigenschap voor stekelbaarsvissen die een litteken vormen om de groei van lintwormen te stoppen. Deze vissen kwamen 12.000 jaar geleden van mariene voorouders en hadden geen fibrose. Deze eigenschap evolueerde in de loop van de tijd toen vissen werden geïntroduceerd bij lintwormen in zoetwatermeren. Maar niet alle populaties stekelbaarsvissen veroorzaken fibrose; in plaats daarvan tolereren ze lintwormen. Dit kan zijn omdat fibrose negatieve gevolgen heeft. Het lijmt de inwendige viscerale organen aan elkaar, wat de beweging van de vis belemmert. En van wat we uit ons werk hebben laten zien, lijkt het de vruchtbaarheid te onderdrukken. Het grootste hoogtepunt van deze studie voor mij is dit immunologische compromis. Is het beter om je ziekteverwekker te bestrijden of is het beter om je vruchtbaarheid te behouden?

Vraag: Wat vertelt dit onderzoek ons ​​over het menselijk immuunsysteem?

EEN: Visimmuniteit is vrij gelijkaardig aan menselijke immuniteit; ze hebben vergelijkbare componenten en paden. We kijken naar vissen, maar onze bevindingen zijn relevant voor elke gastheer die een infectie ondergaat. Er zullen kosten, voordelen en compromissen zijn om deze infectie te bestrijden, dus deze algemene principes zullen van toepassing zijn op menselijke ziekten.

Leave a Comment

Your email address will not be published.