Wetenschappers van het Instituut voor Tropische Geneeskunde in Antwerpen (ITG) hebben een studie geleid die een nieuwe methode heeft ontwikkeld waarmee het genoom van parasieten die leishmaniasis veroorzaken rechtstreeks in klinische monsters kan worden gerangschikt, zonder dat de parasiet hoeft te worden geïsoleerd en gekweekt. Ze ontdekten dat de parasieten bij de patiënten niet dezelfde waren als de gecultiveerde, daarom kan veel informatie verborgen blijven in de patiënt als ze alleen met gekweekte parasieten werken. Het onderzoek werd uitgevoerd met wetenschappers van het Sanger Institute in het Verenigd Koninkrijk, Banaras Hindu University in India, BP Koirala Institute of Health Sciences in Nepal (BPKIHS). De bevindingen zijn gepubliceerd in PLOS-NTD. Viscerale leishmaniasis, ook bekend als kala-azar, is een parasitaire ziekte die elk jaar 100.000 mensen treft en ongeveer 1 op de 10 slachtoffers doodt.
In het afgelopen decennium hebben wetenschappers uit België, het VK, India en Nepal hun inspanningen verenigd om het genoom van honderden Leishmania-parasieten te sequencen. Deze studies zijn essentieel om huidige programma’s te ondersteunen die gericht zijn op het elimineren van de ziekte. Prof Jean-Claude Dujardin , hoofd van de afdeling Biomedische Wetenschappen bij ITG, legt uit: “Deze wetenschappelijke samenwerking op het gebied van Leishmania-genomics heeft managers van eliminatieprogramma’s informatie verstrekt over eerdere epidemieën, aanwijzingen over de migratie van parasieten van het ene land naar het andere, de ontdekking van nieuwe parasietvarianten en de opheldering van sommige mechanismen van geneesmiddelenresistentie. ”
Tot nu toe werden alle genomische onderzoeken gedaan met parasieten die werden geïsoleerd uit de patiënten en gekweekt in laboratoria. In hun artikel beschrijven de wetenschappers een DNA-vismethode die het mogelijk maakt om het meeste menselijke DNA in klinische monsters kwijt te raken en de voorbereidingen in Leishmania-DNA te verrijken voor latere sequencing. ITG Dr Malgorzata Domagalska, verantwoordelijk voor de studie en eerste auteur van het artikel legt uit: “Op basis van eerder experimenteel werk vermoedden we dat de cultuur van de parasieten de waarheid verborg, daarom was het tijd om een methode te ontwikkelen waarmee het Leishmania-genoom rechtstreeks in klinische monsters zonder de parasieten te cultiveren. Dit vormt echter een grote technische uitdaging, omdat DNA uit menselijke Kala-Azar-monsters 99,99% menselijk DNA en slechts 0,01% Leishmania-DNA kan bevatten. Het vinden en sequencen van het Leishmania-DNA is als zoeken naar een naald in een hooiberg. ” Dr. Hideo Imamura, bio-informaticus bij ITG, illustreert: “Deze studie genereerde gigabytes aan gegevens die moesten worden gefilterd, gecontroleerd, gecorrigeerd en geanalyseerd. Als zodanig was het project een grote bio-informatica-uitdaging. Het leek op het scheiden van alle ingrediënten van sushi, het met de hand plukken van kleine stukjes zalm en het reconstrueren van een hele vis. Uiteindelijk hebben onze methoden het mogelijk gemaakt om een genoom van hoge kwaliteit van Leishmania in de meeste monsters opnieuw samen te stellen. ”
Naast deze technologische prestatie hebben de auteurs van het artikel een belangrijke ontdekking gedaan. Voor verschillende patiënten verzamelden ze DNA, zowel rechtstreeks van patiëntenmonsters als van gekweekte parasieten geïsoleerd van dezelfde patiënten. De wetenschappers waren verbaasd om te zien dat parasieten in alle vergelijkingen verschillend waren bij de patiënten en in de daarvan geïsoleerde parasieten. Dr. Domagalskaverduidelijkt: “Dit is waarschijnlijk te wijten aan zowel de aanwezigheid van verschillende soorten parasieten in dezelfde patiënt als aan Darwiniaanse selectie. Sommige parasieten zijn ‘gelukkig’ in de menselijke omgeving, anderen in het kweekmedium. “Domagalska concludeert:” De volgende stap in de genoomverovering van parasieten, niet alleen Leishmania, moet rechtstreeks in klinische monsters worden gedaan, omdat verschillende kenmerken van de pathogenen zijn verborgen in de patiënten. Dit zou onderzoek kunnen leiden naar het ontdekken van nieuwe medicijnen en vaccins, die hard nodig zijn om verwaarloosde ziekten aan te pakken. ”
Viscerale leishmaniasis is een tropische ziekte die voorkomt in het Indiase subcontinent, Oost-Afrika, Latijns-Amerika en Zuid-Europa. Het wordt veroorzaakt door Leishmania, een eencellige parasiet die door kleine insecten op mensen en dieren wordt overgedragen. Er is geen vaccin tegen de ziekte en bij gebrek aan behandeling sterven patiënten, in wezen de armsten van de armen.
Link naar papier : Domagalska MA, Imamura H, Sanders M, Van den Broeck F, Bhattarai NR, Vanaerschot M, Maes I, D’Haenens E, Rai K, Rijal S, Berriman M, Cotton JA en Dujardin JC. (2019) Genomen van Leishmania- parasieten die rechtstreeks zijn gesequenced van patiënten met viscerale leishmaniasis in het Indiase subcontinent. PLoS Negl Trop Dis 13 (12): e0007900. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0007900
Meer informatie over kala-azar: https://www.who.int/leishmaniasis/visceral_leishmaniasis/en/
Foto: www.who.int / www.itg.be