Svärd labb

Gastrointestinala (GI) parasiter, maskar och protozoer, infekterar just nu över 1 miljard människor och även de flesta av våra husdjur. Parasiter kan också infektera fiskar. Vi studerar några av dessa tarmparasiter: Giardia intestinalis, Giardia muris, Spironucleus salmonicida och Spironucleus vortens.

Populärvetenskaplig presentation

Giardia intestinalis är en protozo, dvs. en eukaryot mikroorganism, som finns över hela världen och som ger diarré. Det är framförallt unga som drabbas och i tredje världen är infektionen mycket vanlig. Varje år får ungefär 250 miljoner människor symptomatiskaGiardia infektioner, i Sverige har vi årligen 1500 fall. På senare tid har stora vattenburna utbrott av Giardia och andra protozoer skett i Norden. Även unga djur kan bli sjuka avGiardia vilket medför stora kostnader för lantbruket. Man vet inte varför man blir sjuk av enGiardia infektion och man vet inte heller varför vissa personer drabbas mer än andra.

Genomsekvensen för många patogena mikroorganismer kommer i en nära framtid att vara känd. Forskningen omkring dessa organismer kommer då drastiskt att ändras och nya metoder som tidigare inte kunde användas blir nu möjliga. Detta medför att det nu finns stora möjligheter att skapa nya mediciner, vacciner och diagnostiska verktyg mycket snabbare och mera rationellt.

Vi använder genominformationen från människa och Giardia kombinerat för att se vad som händer när dessa två celltyper interagerar. Kan vi identifiera proteiner som frigörs från parasiter och människoceller kan vi förstå varför man blir sjuk och hur människans immunsystem reagerar. Om man vet varför man blir sjuk är det naturligtvis mycket lättare att designa nya mediciner och vacciner. Vi studerar betydelsen av enzymer som förändrar nivåerna av aminosyran arginin under tarminfektioner. Våra data tyder på att arginin har en mycket viktig skyddande funktion vid tarminfektioner. Vi studerar även proteaser och ytproteiner hos Giardia som uppregleras och frigörs när parasiten känner närvaro av människoceller; dessa proteiner kan vara mycket viktiga för induktion av sjukdom.

Den snabbast växande livsmedelssektorn i världen är vattenbruk, med lax och karp som de två viktigaste fiskarterna använda i fiskodling. Infektioner är välkända problem i fiskodling, orsakade av virus, bakterier och parasiter. Spironucleus salmonicida är en parasitisk, eukaryot mikrob känd för att orsaka allvarliga systemiska infektioner, spironucleosis, i odlade laxfiskar. Behandling är för tillfället inte möjlig, vilket gör studier av diagnostik och måltavlor för läkemedel och vaccin viktiga, så att spridning av parasiten kan begränsas. Vi användaer en infektionsbiologisk approach för att identifiera virulensgener i S. salmonicidaoch för att förstå värd-patogen interaktioner under parasitinfektioner av laxfiskar. Vi har sekvenserat genomet hos S. salmonicida och andra Spironucleus arter som infekterar fisk. Bioinformatiska jämförelser med andra liknande parasiter kan avslöja virulensgener och diagnostiska/läkemedles måltavlor. Den genomiska informationen kommer att användas för studier av förändringar genuttryck i värdceller och parasiter under tidiga stadier av S. salmonicida infektion in vitro. Detta kommer att kompletteras med undersökningar av värden s immunsvar under spironucleus infektion i levande laxfiskar och zebrafisk. Projektet kommer att generera verktyg för att följa spironucleosis i vild och odlad fisk och det kommer att avslöja mål för behandling. Detta kommer att vara viktigt för utveckling av vattenbruket i Sverige och i resten av världen. Det kommer också att generera unik inblick i viktiga komponenter i fisken immunsystem och vi kommer att skapa en tvärvetenskaplig plattform för vidare studier av fisk infektioner i Sverige.

Forskning

Giardia intestinalis- modellorganism för studier av tarminfektioner och cellulär differentiering

Giardia intestinalis är en viktig bidragande orsak till den enorma bördan av diarrésjukdomar med 250 miljoner symptomatiska infektioner hos människor per år och parasiten ingår nu i WHOs försummade sjukdomar Initiative. Fokuset för vår forskargrupp är att förstå biologin och patogenesen av Giardia, men även andra diarré-framkallande protozoer som Cryptosporidium.

Vi gör detta genom att använda flera olika metoder som kompletterar varandra. Genomsekvensering av olika Giardia isolat är ett tillvägagångssätt. Vi har deltagit i sekvensering och annotering av de tre första Giardia genomen från parasiter i tre av de stora genetiska grupper av Giardia (se www.giardiadb.org). Genom att använda jämförande genomik har vi identifierat flera genotypspecifika gener som kan användas i diagnos. Genomsekvense kompletteras av genuttryck analyser med hjälp av proteomik, mikroarrayer, SAGE och RNA-sekvensering. Studeras genuttryck i Giardia under olika förhållanden som värdcellinteraktioner, differentiering och stressförhållanden. Detta har identifierat flera nya potentiella virulensgener men också lärt oss mycket om biologi parasiten. Potentiella virulensfaktorer studeras vidare i vår in vitro-system som härmar värd interaktion cell i människans tunntarm. Dessa in vitro studier kompletteras av studier med giardiasis patientmaterial samlas i Sverige, Nicaragua och Uganda. Vi försöker att studera skillnader och likheter i genomen hos parasiter och vi också studera skillnader i immunsvar mot parasiten. Vi studerar också biologi andra Diplomonads som Spironucleus och Trepomonas. Tyngdpunkten har varit cytoskelettet, differentiering och mitosomen.