Methods for Leishmania parasite detection and quantificatio as a tool for study of the pathogen-vector-host interactions

• Název práce v češtině: Metody detekce a kvantifikace parazitů rodu Leishmania jako nástroj pro studium vzájemného působení patogenu, vektoru a hostitele
• Název v anglickém jazyce: Methods for Leishmania parasite detection and quantificatio as a tool for study of the pathogen-vector-host interactions
• Klíčová slova: leismanie, parazit, metoda, množství parazitů, imunitní odpevěd´, genotyp
• Klíčová slova anglicky: Leishmania, parasite, method, parasite number, immune response, genotyp
• Akademický rok vypsání: 2003/2004
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: doc. Marie Lipoldová, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 26.04.2010
• Datum zadání: 26.04.2010
• Datum potvrzení stud. oddělením: 31.05.2011
• Datum odevzdání elektronické podoby: 31.05.2011
• Datum proběhlé obhajoby: 15.09.2011
• Oponenti: RNDr. Petr Kodym, CSc.

Předběžná náplň práce

Leishmaniáza je u lidí působena 21 druhem vnitrobuněčného jednobuněčného parazita rodu Leishmania, který je přenášen přibližně 30 druhy flebotomů. Kromě člověka jsou leishmánie schopné infikovat celou řadu obratlovců. Hlavní hostitelskou buňkou, v níž se parazit množí, je makrofág; posléze leishmánie buňku ničí a infikují další buňky. Nakažené monocyty a makrofágy cirkulují v periferní krvi a roznášejí parazita do dalších orgánů a tkání. V závislosti na infikované část těla jsou rozlišovány tři typy leishmaniázy: kožní, kožně-slizniční a viscerální. Pro léčbu leishmaniázy stále ještě chybí účinné, dostupné a jednoduše aplikovatelné léky. Zanedbaná je také diagnostika a monitorování onemocnění.
Tato disertační práce shrnuje výsledky několika projektů, ve kterých byly použity různé přístupy k určení množství parazitů v myším modelu leishmaniázy, včetně dvou metod, které byly vyvinuty a optimizovány v naší laboratoři. Detekce a kvantifikace patogenů patří k hlavním tématům výzkumu různých infekčních chorob. Tento parametr je nezbytný pro potvrzení diagnózy, charakterizaci imunitní odpovědi hostitele a komplexních patologických změn v nakaženém organismu, a také pro posouzení účinnosti léčby.
Kvantifikaci leishmanií jsme použili pro studium vlivu genotypu na vnímavost k onemocnění a pro určení efektivity imunizace hostitele slinami flebotomů. Využití různých metod měření množství parazitů vedlo k nalezení rozdílů ve vnímavosti k leishmaniím, které závisely na genotypu a na pohlaví. Citlivost použité metody vedla k prvnímu zmapování dvou genů, které kontrolují rozšíření parazitů do vnitřních orgánů, v celogenomovém skríningu. Získané znalosti přinášejí lepší porozumění interakce mezi patogenem, vektorem a hostitelem.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Leishmaniasis in human is caused by total 21 species of the intracellular protozoan parasite Leishmania, which are transmitted by about 30 species of phlebotomine sand flies. Besides human, Leishmania can infect a number of vertebrate hosts. The major host cell is the macrophage, in which parasites multiply, eventually rupturing the cell and spreading to uninfected cells. Infected monocytes and macrophages circulating in the peripheral blood are thought to be carriers of the parasite to distal sites. Depending on the infected sites of the body, there are three forms of leishmaniasis: cutaneous, mucocutaneous and visceral. Leishmaniasis is a disease for which we still lack effective, affordable and easy to use drugs. In addition, surveillance and control are also neglected.
This thesis summarizes the results of several projects using different approaches for parasite load measurement in the mouse model of leishmaniasis, including two methods that were developed and optimized in our laboratory. Detection and quantification of pathogens belongs to the major topics of the research of various infectious diseases. This parameter is necessary for confirmation of the diagnosis, characterization of the host defense, complex pathological changes in the infected organisms, and for the evaluation of the effectiveness of therapy. We use quantification of Leishmania parasites to study influence of the genotype on susceptibility to the disease and to estimate the effectiveness of immunization with sand fly saliva.
Application of various parasite measurement assays revealed gene- and sex-dependent differences in susceptibility to Leishmania. Two genetic loci that control parasite dissemination in the internal organs were first detected by our laboratory in genome-wide screening using a mouse model of leishmaniasis. The obtained knowledge brings more complex understanding of the pathogen-vector-host interactions.