Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Professor Gustavo Goldman von der Universität São Paulo und Dr. Özgür Bayram von der Maynooth University hat bahnbrechende Erkenntnisse zu Aspergillus fumigatus enthüllt, der beim Menschen tödliche Krankheiten verursachen kann.
Der saprophytische Pilz ist dafür bekannt, dass er bei Personen, die sich Krebsbehandlungen und Organtransplantationen unterziehen, sowie bei Personen mit Mukoviszidose und chronisch obstruktiver Lungenerkrankung eine Reihe menschlicher Krankheiten verursacht, die zusammen als Aspergillose bezeichnet werden.
Der menschliche Krankheitserreger steht ganz oben auf der Prioritätenliste der Weltgesundheitsorganisation und gilt als der bedeutendste unter den gesundheitsgefährdenden Pilzpathogenen.
Die Studieveröffentlicht in Naturkommunikation, wirft Licht auf die komplizierten Mechanismen, die der Virulenz von Aspergillus fumigatus zugrunde liegen, und konzentriert sich dabei insbesondere auf die entscheidende Rolle der Mykotoxin-Gliotoxin-Produktion. Gliotoxin hilft diesem Pilz, menschliche Immunzellen, einschließlich Makrophagen und Neutrophile, abzutöten.
Aspergillus fumigatus ist auf ein empfindliches Gleichgewicht bei der Regulierung der Gliotoxinproduktion angewiesen, um eine Überproduktion zu verhindern und die Toxizität für den Pilz selbst zu mildern. Das Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Goldman und Dr. Bayram identifizierte die Schlüsselrollen, die GliT-Oxidoreduktase und GtmA-Methyltransferase im Selbstschutzmechanismus von Gliotoxin spielen. Es wurde beobachtet, dass beide Enzyme während der Gliotoxinproduktion im Zytoplasma und in den Vakuolen lokalisiert sind.
Die Studie zeigt die zentrale Rolle der Mitogen-aktivierten Proteinkinase MpkA sowohl bei der Gliotoxinproduktion als auch beim Selbstschutz. Es wurde festgestellt, dass MpkA physikalisch mit GliT und GtmA interagiert und deren Regulierung und anschließende Präsenz in Vakuolen beeinflusst – ein Zusammenhang, der bisher im Zusammenhang mit der Gliotoxinproduktion nicht hergestellt oder nachgewiesen wurde.
Die Forscher betonen die Bedeutung der Kompartimentierung zellulärer Ereignisse und des orchestrierten Zusammenspiels dieser Schlüsselenzyme für die effektive Produktion von Gliotoxin und den Selbstverteidigungsmechanismus des Pilzes.
„Wir haben mit internationalen Forschungsteams zusammengearbeitet und dabei unser Fachwissen zur Identifizierung von Proteinkomplexen genutzt. Unsere Zusammenarbeit mit Professor Goldman hat zu einer wirkungsvollen Forschung zur Aufdeckung der pathogenen Merkmale des menschlichen Krankheitserregers Aspergillus fumigatus geführt“, sagte Dr. Bayram.
„Unsere Arbeit entschlüsselt nicht nur das komplexe Zusammenspiel molekularer Akteure innerhalb von Aspergillus fumigatus, sondern unterstreicht auch, wie wichtig es ist, diese Mechanismen für mögliche therapeutische Interventionen gegen Aspergillose zu verstehen.“
Die Ergebnisse tragen wesentlich zum Verständnis der Pilzpathogenese bei und eröffnen Möglichkeiten für gezielte Ansätze zur Bekämpfung von durch Aspergillus fumigatus verursachten Krankheiten.
„Die Auswirkungen gehen über die bloße Entdeckung hinaus; es besteht Potenzial für die Entwicklung therapeutischer Ansätze“, sagte Dr. Bayram. „Das neu gewonnene Wissen könnte beispielsweise den Grundstein für eine Behandlung legen, die auf Aspergillus-Infektionen bei Patienten abzielt. Ein solcher Durchbruch könnte tiefgreifende Auswirkungen auf Personen haben, die sich einer Krebsbehandlung oder Organtransplantation unterziehen, für Menschen mit Mukoviszidose und für Menschen, die mit einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) zu kämpfen haben ).“
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Patrícia Alves de Castro et al., Die mitogenaktivierte Proteinkinase MpkA von Aspergillus fumigatus ist an der Gliotoxinproduktion und dem Selbstschutz beteiligt. Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-023-44329-1