یک تیم پژوهشی به سرپرستی محققان دانشگاه UT Southwestern (UTSW) موفق به شناسایی مولکولی شدهاند که توسط کرمهای انگلی نر شیستوزوما تولید میشود و موجب بلوغ جنسی در کرمهای ماده این گونه میشود. این یافتهها که در مجله Cell منتشر شدهاند، به حل معمایی نزدیک به یک قرن کمک میکنند و میتوانند به درمانهای جدیدی برای بیماری گرمسیری نادیده گرفتهشده شیستوزومیازیس منجر شوند؛ بیماریای که طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت (WHO) سالانه تا ۲۰۰ هزار نفر را به کام مرگ میکشاند.
نقش بلوغ جنسی در گسترش شیستوزومیازیس
دکتر جیمز کالینز، استاد داروشناسی در UT Southwestern و رهبر این مطالعه، میگوید:
“شیستوزومیازیس نه تنها افراد فقیر را تحت تأثیر قرار میدهد، بلکه با محدود کردن توانایی آنها، باعث میشود در فقر باقی بمانند. یافتههای ما نشان میدهد که درک فرآیندهای زیستی این کرمها میتواند روزی امید تازهای برای صدها میلیون انسانی که به این انگل آلوده شدهاند، فراهم کند.”
طبق تخمینهای سازمان جهانی بهداشت، حدود ۲۲۰ میلیون نفر، عمدتاً کودکان در آفریقا، آسیا و آمریکای جنوبی، به این بیماری مبتلا هستند. انگلهای کرمی عامل این بیماری دارای یک چرخه زیستی پیچیده هستند که شامل مراحل زندگی در حلزونهای آب شیرین و پستانداران میشود. این انگلها در سیستم گردش خون پستانداران زندگی میکنند، از خون تغذیه میکنند و تعداد زیادی تخم میگذارند که در بافتها و اندامها تجمع کرده و علائمی مانند درد شکمی، اسهال، خون در مدفوع یا ادرار ایجاد میکنند.
برخلاف بیشتر گونههای کرمهای پهن که هرمافرودیت (دارای هر دو اندام جنسی نر و ماده) هستند، شیستوزوما دارای دو جنس مجزا، نر و ماده، است. نزدیک به یک قرن پیش، پژوهشگران دریافتند که برای آنکه کرمهای ماده به بلوغ جنسی برسند و تخمگذاری کنند، باید با کرمهای نر در تماس فیزیکی باشند. اما مکانیزم دقیق این فرآیند تاکنون ناشناخته باقی مانده بود.
نقش ژن gli1 در بلوغ جنسی کرمهای ماده
برای درک بهتر این پدیده، روی چن (دانشجوی تحصیلات تکمیلی) و جیپنگ وانگ (پسادکتری در آزمایشگاه کالینز) به همراه همکارانشان، تغییرات فعالیت ژنی در زمان تماس نر و ماده را بررسی کردند. آنها دریافتند که یک ژن به نام gli1 در کرمهای نر نقشی کلیدی در بلوغ جنسی مادهها ایفا میکند. هنگامی که محققان این ژن را در کرمهای نر حذف کردند، اندامهای جنسی مادهها نابالغ باقی ماند و آنها هرگز تخمگذاری نکردند.
از آنجا که gli1 یک فاکتور رونویسی است و فعالیت بسیاری از ژنها را کنترل میکند، پژوهشگران به دنبال سایر ژنهایی بودند که تحت کنترل این ژن قرار دارند و ممکن است در بلوغ مادهها نقش داشته باشند. در این جستجو، آنها موفق به شناسایی ژنی به نام Schistosoma mansoni nonribosomal peptide synthetase (Sm-nrps) شدند که اسیدهای آمینه را به هم متصل کرده و پپتیدهای کوتاهی تولید میکند. تحقیقات بعدی نشان داد که محصول کلیدی این ژن، پپتیدی به نام β-alanyl-tryptamine است. تزریق این پپتید به کرمهای ماده، حتی در غیاب نرها، باعث شروع و ادامه بلوغ جنسی آنها شد.
کاربردهای احتمالی در درمان شیستوزومیازیس
دکتر کالینز اشاره میکند که از آنجا که تخمهای کرم شیستوزوما عامل اصلی مشکلات سلامتی مرتبط با این بیماری هستند، مهار هر مرحله از این مسیر میتواند راهی جدید برای مقابله با این بیماری ارائه دهد. همچنین، در حالی که بسیاری از حیوانات ژنهای مشابه Sm-nrps دارند، تاکنون هیچ نقشی در سیگنالدهی شیمیایی برای آنها گزارش نشده است. این یافته، احتمال وجود نوعی ارتباط ناشناخته بین موجودات زنده را مطرح میکند.
دکتر کالینز و همکارانش اکنون قصد دارند این مسیر را در گونههای مختلف شیستوزوما بررسی کرده و به دنبال مسیرهای مشابه در سایر گونههای جانوری بگردند.
:Reference
Chen, R., Wang, J., Gradinaru, I., Vu, H. S., Geboers, S., Naidoo, J., Ready, J. M., Williams, N. S., DeBerardinis, R. J., Ross, E. M., & Collins, J. J. (2022). A male-derived nonribosomal peptide pheromone controls female schistosome development. Cell. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.03.017