Laboratoř rybí protistologie

Biologie, fylogeneze a evoluce

Současná taxonomie myxozoí se zakládá především na morfologických znacích a struktuře spor, které se vyvíjejí v obratlovčím hostiteli (ryby). Příbuzenské vztahy mezi jednotlivými druhy myxozoí založené na fylogenetických analýzách vybraných genů ovšem poukazují na rozpor mezi tradičním taxonomickým přístupem a molekulárními daty: u celé řady myxosporeí s velmi podobnou morfologií spor řazených do stejného rodu nebyla zjištěna blízká fylogenetická příbuznost. Většina rodů tedy netvoří monofyletickou skupinu. Ale jakou roli hraje morfotyp spor v evoluci těchto velmi redukovaných parazitů? Jedním z našich hlavních cílů je zkoumat rozdíly s ohledem na vývoj parazita, životní cykly a biologii, abychom byli schopni porozumět, proč se ve fylogenetickém stromu objevují skupiny velmi blízce příbuzných druhů morfologicky zásadně odlišných. To by nám mělo umožnit určit znaky, které formují evoluci myxosporeí a vést k hlubšímu porozumění značné rozmanitosti současných druhů.

Využívání hostitele myxozoi

S využitím transkriptomických a proteomických analýz kombinovaných s experimenty in vitro a in vivo se snažíme lépe porozumět tomu, jak se proliferativní stádia rybomorek množí v krvi, jak využívají dostupné zdroje a jaké mechanismy využívají k obcházení obranyschopnosti hostitelů. Náš modelový organismus, S. molnari, používá vysoce odvozený cytoplazmatický aktin k unikátnímu typu buněčného pohybu, který má velký význam pro vyhýbání se kontaktu s buňkami imunitního systému hostitele. (Hartigan et al. 2016, Sci Rep 6: 39093). Kromě této motility používá S. molnari k přežití a šíření v hostitelské krvi široký repertoár proteolytických enzymů, z nichž některé jsou exprimovány pouze během proliferace a mají zvláštní význam pro časné šíření parazitární infekce u ryb. V současné době biochemicky charakterizujeme některé proteázy a specifické inhibitory proteáz. Hlavním zdrojem živin pro krevní stádia parazita jsou červené krvinky (Korytar et al. 2020, Parasite Immunol. 42:e12683). Jejich imunitní odpověď a také jejich role v přenosu energie / výživy jsou předmětem dalšího zkoumáni. Souběžně zkoumáme imunologickou reakci kapra na S. molnari, která probíhá v několika fázích; počáteční skrytá infekce charakteristická nízkou úrovní zánětu a aktivací imunitního systému je následována významně protizánětlivou reakcí po uvolnění proliferativních stádií do krevního řečiště. (Korytar et al. 2019, Parasit Vect 12: 208) V dalších experimentech jsme rozšířili dostupné znalosti o kinetice subpopulací leukocytů během infekce a vyhodnotili jejich proliferační kapacitu v hlavních lymfatických orgánech. Tato proliferace vede k významnému zvýšení počtu cirkulujících B lymfocytů produkující specifické protilátky proti S. molnari. Tyto protilátky, vykazující silnou lytickou aktivitu in vitro, nedokáží zabránit množení parazita in vivo, což naznačuje možnou únikovou strategii využívanou parazitem. V současnosti se věnujeme charakterizaci změn v antigenním složení během životního cyklu parazita a jeho dopad na aktivitu a efektorové vlastnosti B lymfocytů.

PARAZITIČTÍ PRVOCI

Kromě hlavního zaměření na skupinu Myxozoa se věnujeme také poznávání rozsáhlé diverzityparazitických protist z vodního prostředí. Studujeme jejich distribuci, vzájemné interakce, patologii, vztahy s hostiteli, ekologii, ale i funkční a evoluční aspekty. Níže naleznete několik ukázek našich nedávných a stále probíhajících výzkumů.

Epicelulární parazité

V nedávné době byl naší pracovní skupinou vypracován ucelený přehled způsobů interakcí, mechanismů invazí a metabolických adaptací epicelulárních prvoků kmene Apicomplexa, které napadají studenokrevné hostitele a které jsou velmi málo prostudovanou skupinou parazitů (LINK). Epicelulární apikomplexa vytváří na povrchu střeva hostitele útvary, které se liší morfologií pravděpodobně podle různého způsobu příjmu živin. Spojení hostitel-parazit u epicelulárních apikomplexí je charakterizováno utvářením tzv. “feeder“ organely u kryptosporidií, narozdíl od monopodiálních a hvězdicovitých stádií vyskytujících se u kokcidií. Transkriptomová analýza epicelulární kokcidie Goussia janae odhalila, že RON a AMA proteiny pravděpodobně představují klíčové molekulární nástroje pro tyto parazity k proniknutí do hostitelské buňky. Tento parazit ovládá enzymy příto

mné v téměř celém procesu metabolismu uhlíku, čímž připomíná spíše mnohostranné metabolické schopnosti vnitrobuněčné kokcidie Toxoplasma gondii nežty méně výkonné, typické právě pro epicelulární Cryptosporidium spp. Fylogenetická analýza rDNA dat odhalila, že epicelulární parazitismus se pravděpodobně vyvinul konvergentně jako adaptace na osídlení různých buněčných typů a tkání.