Ricerca del Criptococco: un'intervista con il Professore Associato Kirsten Nielsen

Assoc Prof. Kirsten NielsenTHOUGHT LEADERS SERIES...insight from the world’s leading experts

Condotto Intervista da ora ad aprile Cashin-Garbutt, MA (Cantab)

Che Cosa è Criptococco, che pregiudica ed il quante gente uccide ogni anno?

Il Criptococco è un fungo trovato nell'ambiente nel mondo intero che può causare la malattia in esseri umani. Mentre la maggior parte dei agenti patogeni fungosi non ricevono tanta stampa quanto le loro controparti batteriche o virali, possono essere appena come estremamente.

Dividendo la cella dei neoformans del Criptococco macchiata con Inchiostro di China. L'Inchiostro di China si esclude dalla capsula del polisaccaride che circonda la cella del Criptococco, con conseguente aspetto di un alone intorno alla cella. Cortesia di Immagine della Z Li e del K Nielsen.

Dividendo la cella dei neoformans del Criptococco macchiata con Inchiostro di China. L'Inchiostro di China si esclude dalla capsula del polisaccaride che circonda la cella del Criptococco, con conseguente aspetto di un alone intorno alla cella. Cortesia di Immagine della Z Li e del K Nielsen.

Le micosi Dilaganti, quale il Criptococco, sono stimate per uccidere uno e mezzo milione di persone ogni anno. La Dermatosi Da Criptococco, la malattia causata dal Criptococco, è corrente la causa più frequente delle infezioni del cervello, o la meningite, fra gli adulti in Africa e causa 15-20% di tutte le morti relative all'AIDS. Anche con accesso ai migliori trattamenti disponibili, 20-40% della gente con la meningite criptococcica muore.

La mortalità Di Dieci Settimane rimane in modo inaccettabile alta, variando da 30-70% secondo la disponibilità di cura (5-7). Interessante, la dermatosi da criptococco è rara in persone in buona salute, suggerenti che il sistema immunitario possa impedire la malattia.

Eppure l'alta mortalità osservata clinicamente suggerisce che i trattamenti antifungosi correnti della droga siano insufficienti in persone immunocompromised, anche se le droghe antifungose hanno spesso attività in vitro robusta. Questo paradosso suggerisce che stiamo mancando le componenti critiche dell'interazione del Cn-Host.

La Caratterizzazione delle celle criptococciche durante l'infezione ha rivelato che il Cn produce un tipo unico delle cellule - citato come “celle del titano„ - durante l'infezione che alterano l'interazione dell'host-agente patogeno.

Sezione di Istopatologia degli spazi alveolari del polmone che contengono il titano del Criptococco e le celle tipiche. Cortesia di Immagine del LH Okagaki e del K Nielsen.

Sezione di Istopatologia degli spazi alveolari del polmone che contengono il titano del Criptococco e le celle tipiche. Cortesia di Immagine del LH Okagaki e del K Nielsen.

Perché il Criptococco è abbandonato spesso tramite la ricerca?

Una ragione che probabilmente non avete sentito parlare la dermatosi da criptococco è perché è rara in gente in buona salute. Invece tendiamo a vedere la malattia nella gente di cui i sistemi immunitari non stanno funzionando correttamente dovuto l'AIDS, o i trattamenti medici quali trapianto dell'organo e la chemioterapia del cancro.

Penso che le agenzie che costituiscono un fondo per la ricerca medica credi se possiamo trovare la maturazione per cancro e l'AIDS, quindi il Criptococco non è più un'emissione. Ma stiamo cercando queste maturazioni per le decadi e milioni di persone sono morto dal Criptococco perché abbiamo non contributo adeguato alla ricerca del Criptococco.

Inoltre, i trapianti di organi e le malattie in relazione con immune quali il diabete ed il lupus sono sull'aumento, con molti di questi trattamenti che mettono i pazienti al maggior rischio per Dermatosi Da Criptococco. Questa malattia non sta andando andare via in modo da realmente abbiamo bisogno della ricerca di base di capire come il Criptococco causa la malattia.

Ciò piombo alla seconda ragione per la quale il Criptococco è stato abbandonato tramite la ricerca - è una malattia molto complessa causata da un organismo molto complesso.

Evolutionarily, funghi è molto più strettamente connesso agli esseri umani che i batteri, i virus o persino gli impianti. I Funghi quale i Criptococchi hanno molti degli stessi trattamenti di base delle cellule umane, così identificanti le droghe che uccidono le celle del Criptococco senza cellule umane anche danneggianti è molto provocatorie.

Per superare questo problema, abbiamo bisogno di un approccio mirato a a progettazione della droga che in primo luogo richiede l'identificazione degli usi unici del Criptococco di trattamenti causare la malattia e poi specificamente la progettazione delle droghe che mirano a questi trattamenti.

Divisione della cella dei neoformans del Criptococco che esprime tubulina citoscheletrica Proteina-Contrassegnata Fluorescente Verde e macchiata con DAPI per prevedere il nucleo. Cortesia di Immagine del MS Fu e del K Nielsen.

Divisione della cella dei neoformans del Criptococco che esprime tubulina citoscheletrica (GFP) Proteina-Contrassegnata Fluorescente Verde e macchiata con DAPI per prevedere il nucleo. Cortesia di Immagine del MS Fu e del K Nielsen.

Come sperate di cambiare questo?

Il Mio programma di ricerca si è concentrato sulla comprensione del che cosa permette che i Criptococchi causino la malattia. Siamo esposti alle spore fungose con ogni respiro che catturiamo, eppure questi funghi non causano la malattia perché non possono adattarsi rapido al cambio spettacolare che accade quando vanno dall'ambiente all'essere umano.

Il corpo umano che non solo ha un'più alta temperatura che l'ambiente ma anche un sistema immunitario che sta provando uccide le celle fungose. Il Mio gruppo di ricerca ha indicato che il Criptococco produce un nuovo tipo delle cellule - celle chiamate “del titano„ - che sono critiche per questa transizione dall'ambiente al host.

Una cella del titano dei neoformans del Criptococco che si divide per produrre una cellula figlia mutante. Cortesia di Immagine del LH Okagaki e del K Nielsen.

Una cella del titano dei neoformans del Criptococco che si divide per produrre una cellula figlia mutante. Cortesia di Immagine del LH Okagaki e del K Nielsen.

Che Cosa corrente è conosciuto circa il modo in cui le celle del titano permettono che i Criptococchi si adattino al host?

Salto-avvio delle cellule del Titano il trattamento di evoluzione e della selezione naturale, permettendo che il Criptococco si adatti molto rapido all'ambiente umano. I trattamenti Evolutivi che catturerebbero normalmente le centinaia o migliaia di Criptococchi delle generazioni possono compire in appena una o due generazione.

Per usare un'analogia del libro di fumetti, è un po'come gli X-Uomini portati a vita dove i nuovi tratti che migliorano la sopravvivenza compaiono “spontaneamente„ si presentano in una persona. Il Criptococco non è abbastanza misterioso quanto gli X-Uomini perché realmente sappiamo che le celle del titano devono in primo luogo essere formate ed egualmente abbiamo identificato alcuni dei trattamenti molecolari che sono richiesti per i cambiamenti genetici che sono alla base di nuovi tratti.

Come integrerete la chimica e la biologia strutturale nei vostri studi?

Il Mio gruppo di ricerca ha identificato alcuno del macchinario molecolare responsabile dei trattamenti che producono le celle del titano. Sappiamo che questo macchinario è unico al Criptococco, ma ancora non sappiamo il macchinario funziona.

Useremo la chimica e la biologia strutturale per determinare le funzioni eseguite dal macchinario molecolare. Più d'importanza, possiamo poi sintetizzare le droghe che imitano questo macchinario molecolare ma che non funzioni correttamente e non usi queste droghe per interrompere la produzione delle cellule del titano.

Le celle del titano del Criptococco (indicate nel Rosso) sono più grandi dei fagociti ospite (grigi), mentre le celle tipiche del Criptococco di dimensione (indicate in blu) possono essere phagocytosed ed ucciso dalle cellule ospiti. Cortesia di Immagine del LH Okagaki e del K Nielsen.

Le celle del titano del Criptococco (indicate nel Rosso) sono più grandi dei fagociti ospite (grigi), mentre le celle tipiche del Criptococco di dimensione (indicate in blu) possono essere phagocytized ed ucciso dalle cellule ospiti. Cortesia di Immagine del LH Okagaki e del K Nielsen.

capendo come la malattia di cause dell'agente patogeno ci aiuta a determinare i modi trattarlo?

Capendo come la malattia di cause del Criptococco è un punto necessario per progettare le droghe che specificamente mirano alle celle del Criptococco senza uccidere le cellule umane. Dobbiamo identificare i trattamenti critici che il Criptococco deve fare - come produzione delle celle del titano - ma che le cellule umane non fanno. Poiché le celle del titano sono importanti per un adattamento non realizzato dalle cellule umane, possiamo usare questa conoscenza per progettare le droghe che mirano a questo trattamento.

Che Cosa pensate le tenute future per la ricerca del Criptococco e che necessità di essere fatto per aumentare ricerca su questo agente patogeno fungoso?

Il Criptococco è un organismo complesso - in molti modi altrettanto complessi quanto le cellule umane. Inoltre, stiamo cominciando soltanto appena rend contoere quanto complesso le interazioni fra i Criptococchi e gli esseri umani sono e come queste interazioni urtano la malattia.

Ora abbiamo gli strumenti scientifici necessari per capire il Criptococco e sviluppare le nuove strategie del trattamento. Abbiamo un'opportunità unica di fare la terra-rottura degli avanzamenti nella prevenzione e nel trattamento delle infezioni Criptococciche che possono salvare milioni di vite. Abbiamo bisogno appena di più competenza della ricerca e di finanziamento da orientare verso questo agente patogeno micidiale.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

L'Ulteriore informazione circa il Criptococco può essere trovata ai Centri degli Stati Uniti per Controllo di Malattie ed Organizzazione mondiale della sanità.

Circa il Professore Associato Kirsten NielsenKirsten Nielsen

Dopo la ricezione del suo Ph.D. dalla North Carolina State University e lo svolgimento degli studi post-dottorato alla Duke University, Kirsten Nielsen ha unito il Dipartimento di Microbiologia e dell'Immunologia all'Università di Minnesota nel 2007 in cui ora è il Professor Associato impiegato di ruolo.

La Sua ricerca interessa il fuoco sulla patogenesi fungosa, con enfasi sul Criptococco. Specificamente, ha un programma di ricerca di traduzione che combina la sua competenza in patogenesi molecolare/immunologica di base con lo sviluppo della droga e le prove cliniche del trattamento.

Kirsten Nielsen è stata nominata uno Studioso di Fulbright nel 2015. Come componente di questo premio, corrente sta lavorando con i colleghi nel Banco di Chimica e di Scienze Biologiche Molecolari all'Università di Queensland.

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