Za žabe, ki umirajo zaradi invazivne bolezni kitridiomikoze, ki je glavni vzrok smrti dvoživk po vsem svetu, lahko geni, ki so odgovorni za njihovo zaščito, dejansko vodijo do njihove smrti, je pokazala nova študija, objavljena danes v reviji Molecular Ecology by University. osrednje Floride in raziskovalci Smithsonian Conservation Biology Institute (SCBI).
Nižinska leopardova žaba, ki jo najdemo v rečnih drenažah v Arizoni, je ena od redkih vrst dvoživk, pri kateri nekateri posamezniki preživijo okužbo z glivo Batrachochytrium dendrobatidis chytrid (Bd), medtem ko drugi posamezniki ne – tudi če živijo v isto lokalno prebivalstvo.
V študiji nižinskih leopardovih žab, okuženih z Bd, glivo, ki povzroča bolezen chytridiomycosis ali chytrid, so raziskovalci ugotovili, da so imele žabe, ki so umrle zaradi bolezni, večji izraz glavnega kompleksa histokompatibilnosti in drugih genov imunskega sistema kot žabe, ki preživel.
Ti geni pomagajo organizmom v boju proti okužbam in tujim snovem.
"Ta rezultat je bil popolnoma protiintuitiven in nasproten vzorcu, ki smo ga pričakovali, da si bomo opomogli," je povedala Anna Savage, glavna avtorica študije, izredna profesorica na Oddelku za biologijo UCF in nekdanja podoktorska sodelavka na SCBI-jevem Centru za konservatorsko genomiko. (CCG).
"Moje prejšnje raziskave o teh imunskih genih so pokazale, da so bile nekatere različice povezane z večjim preživetjem Batrachochytrium dendrobatidis, zato sem domnevala, da ti geni omogočajo močnejši imunski odziv žab, ki bi ubil glive," je rekel.
"Namesto tega se zdi, da so ti močnejši odzivi povezani z občutljivostjo, geni, ki se povezujejo s preživetjem, pa so povezani z zmanjšano imunsko funkcijo."
Savage je dejal, da so pridobljeni imunski odzivi lahko zelo močni, zahtevajo veliko energije iz telesa in lahko včasih proizvedejo strupene stranske produkte, ki škodujejo gostitelju in patogenu.
"Imunski odzivi so veliko bolj zapleteni kot le stikalo za vklop/izklop," je dejala. "Velik del imunskega sistema uravnava vrsto, čas in odmerek določenega odziva, in če se katera od teh komponent neregulira, ima lahko to izjemno negativne posledice."
Dejala je, da na primer Batrachochytrium dendrobatidis zavira imunski sistem gostitelja z ubijanjem limfocitov B in T. "Ker so to iste celice, ki se razmnožujejo med pridobljenimi imunskimi odzivi, bi proizvodnja veliko teh celic morda samo zapravljala energijo za nekaj, kar lahko chytrid zlahka uniči," je dejala.
Populacije dvoživk po vsem svetu upadajo, pri čemer se dve tretjini od 8.000 vrst na svetu šteje za ogroženih in skoraj 200 vrst, ki so že izumrle v zadnjih dveh desetletjih.
V ZDA se populacija dvoživk na splošno zmanjšuje za skoraj 4 odstotke na leto, pri čemer se nekatera območja, kot sta Skalno gorovje in zahodna obala, soočajo z višjo stopnjo upada, navaja ameriški geološki Anketa.
Čeprav so raziskovalci preučevali izražanje imunskih genov pri nižinskih leopardovih žabah s hitridiomikozo, so ugotovitve lahko koristne za preučevanje bolezni pri drugih vrstah žab zaradi genetskih podobnosti, ki jih delijo, je dejal Savage.
Za študijo so bile izbrane nižinske leopardske žabe, ker se njihov odziv na kitridiomikozo razlikuje od posameznika do posameznika, za razliko od mnogih drugih vrst žab, ki so popolnoma dovzetne za bolezen ali so popolnoma odporne ali tolerantne.
To je raziskovalcem omogočilo, da izključijo genetske variacije med vrstami in natančno določijo specifične razlike v imunskih genih nižinskih leopard žab, ki so napovedovali različne odzive na okužbo.
Žabe so bile zbrane v Arizoni in čez noč poslane v Smithsonian's National Zoo v Washingtonu, D. C., kjer so bili izvedeni poskusi okužbe.
Naslednje analize genske ekspresije so se zgodile v Centru za konservacijsko genomiko Smithsonian Conservation Biology Institute. Statistične analize podatkov so bile izvedene na UCF.
Robert Fleischer, višji znanstvenik in vodja CCG SCBI, je soavtor študije in bil Savagein glavni svetovalec za raziskavo, ko je bila podoktorska sodelavka na Smithsonianu.
Fleischer je dejal, da rezultati pomagajo razumeti, zakaj nekatere žabe preživijo bolezen, druge pa ne.
"Če lahko rešimo to skrivnost in smo s to študijo naredili velik korak v tej smeri, je naše upanje in načrt, da uporabimo te informacije za razvoj virov in strategij za ublažitev bolezni pri bolj dovzetnih vrstah, in za preprečevanje svetovne plime izumrtja in ogroženosti, ki jo povzroča chytrid, «je dejal.
Raziskovalec je dejal, da ugotovitve kažejo tudi, da pridobljeni imunski odzivi, kot so tisti, ki nastanejo s cepljenjem, morda niso vedno koristni v boju proti invazivnim boleznim, ki so zaskrbljujoče.
