JV - Award for Best Belgian Sustainability Report

LeishmaniaseViscerale leishmaniase, ook gekend als kala azar, is na malaria de meest dodelijke parasitaire ziekte inontwikkelingslanden. De ziekte, die wordt overgebracht door de beet van een zandvlieg, treft zo’n2 miljoen arme mensen in 88 landen en doodt elk jaar meer dan 50 000 mensen. Geneesmiddelenen diagnosemethoden laten te wensen over, en ontwikkeling van nieuwe is commercieel nietrendabel. De ziekte wordt veroorzaakt door een eencellige parasiet van mensen en dieren,Leishmania, die zich als geen ander weet aan te passen aan zijn omgeving en zijn gastheercel,de macrofaag, weet te manipuleren. In een holistisch en ambitieus collaboratief project, GeMiNi,bestuderen we die aanpassingsmechanismen, van het terrein tot in de reageerbuis en terug.We bestudeerden isolaten van Leishmania donovani uitNepal en Bihar (India), die allemaal afstamden van deenkele parasieten die de DDT-campagnes van de jaren1960 hadden overleefd, en bijgevolg weinig genetischevariatie vertoonden. Aan de hand van ‘sequentiebepalingvan de volgende generatie’ ontcijferden we het volledigegenoom van zeventien L. donovani-stammen die verschillendreageerden op de geneesmiddelen. We vonden slechts eenpaar mutaties die die verschillen in gevoeligheid kondenverklaren. Maar we ontdekten wel twee andere dingen. Omte beginnen vonden we ronde stukjes DNA die zich haddenlosgemaakt van de chromosomen en die zouden kunnenfungeren als ‘eerstehulpkits’ om te ontsnappen aan de drukvan het geneesmiddel. En, nog verrassender, ontdekten wedat de chromosomen van de parasieten niet voorkwamenin paren, zoals gebruikelijk is in de natuur. Bij stammenin laboratoria in experimentele omstandigheden warendergelijke ‘onnatuurlijke’ aantallen van enkele chromosomenal gezien, maar wij toonden aan dat de parasieten hetzelfdedoen in het echte leven – en in onverwacht hoge mate, metchromosomen in tweevoud tot vijfvoud. En bij elk van de17 onderzochte stammen waren de aantallen verschillend!Onze bevindingen voor L. donovani werden bevestigd bij L.infantum, L. mexicana, L. braziliensis en L. major, die een cutaneversie van de ziekte veroorzaakt. We besluiten dat er weinigvariatie is in unieke geninhoud bij Leishmania-soorten, maardat de expressie van die genen toch ruim lijkt te variërendoor genamplificatie en variatie in het aantal chromosomen.Het is nog niet helemaal duidelijk hoe dat uniekegegoochel met chromosoom-aantallen verklaard moetworden, maar we veronderstellen dat het een evolutionairwapen is in de bikkelharde, nooit aflatende strijd tegenhet mijnenveld van het menselijke immuunsysteemen mogelijks ook tegen de druk van geneesmiddelen.Tijdens de genetische analyse van Leishmaniaparasietenuit Afrika en Zuid-Amerika ontdekten we nieuwe, hybridevariëteiten van het organisme. Die ontdekking is eenuitzondering op een uitzondering: Leishmania is een van dehoogst zeldzame ziekteverwekkers die in miljoenen jarenevolutie geen gebruik hebben gemaakt van de normale motorvan genetische innovatie: seks. Maar hybriden vereisen een ofandere vorm van seks.In ons onderzoek van transcriptomen (de collectie van deafschriften van genen in een bepaald organisme op eenbepaald moment) toonden we aan dat de resultaten diewerden verkregen bij een individuele stam niet noodzakelijkrepresentatief zijn voor de soort. Elk isolaat van Leishmaniabraziliensis in onze tests vertoonde een unieke dynamiekin zijn genexpressie. Hoewel we slechts een gering aantalsoortspecifieke genen vonden, zagen we een grote genetischevariabiliteit tussen isolaten van dezelfde soort. Toch vondenwe geen correlatie tussen de genotypen en hun gevoeligheidin de reageerbuis voor de geneesmiddelen; een verband methet resultaat van klinische behandeling was er al evenmin.Naast de intrigerende biologische aspecten, wijzendergelijke resultaten erop dat er ruimte is voor een goedescreeningstechniek voor moleculaire merkers die gelinkt zijnmet biologische en klinische eigenschappen. We ontwikkeldeneen AFLP-protocol (amplified fragment length polymorphisms)dat aangepast is aan het Leishmaniagenoom. Het bleekuiterst reproduceerbaar te zijn en betrouwbare gegevensop te leveren. Het laat waarschijnlijk toe om het volledigeLeishmania-genoom willekeurig af te zoeken op verbandenmet eigenschappen zoals fitness, geneesmiddelresistentie enziekteprofiel.De techniek opent ook mogelijkheden voor onderzoek naarhet ontstaan van nieuwe soorten en populatiedynamieken.We toonden er al mee aan dat de genetische verbanden tussenstammen van Leishmania donovani een afspiegeling warenvan de geografie. We identificeerden vier hoofdgroepen: L.infantum, Afrikaanse L. donovani, Indiase L. donovani en een32 | ONDERZOEK