Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Ryby też gorączkują

Ryby też gorączkują

Gorączka jest procesem niezwykle istotnym w walce z chorobą. Pojawia się ona nie tylko wśród tych kręgowców, które mają stałą temperaturę ciała (np. ssaków), ale także wśród tych, u których zależy ona od temperatury otoczenia. W tym ostatnim przypadku nazywana jest gorączką behawioralną.

Więcej o nauce?! Dołącz do profilu strony. www NAUKA.uj.edu.pl na Facebooku 

Dr Krzysztof Rakus z Zakładu Immunologii Ewolucyjnej, Instytutu Zoologii UJ, we współpracy z zespołem prof. Alaina Vanderplasschena z Uniwersytetu w Liège (Belgia), zajmował się właśnie gorączką behawioralną, koncentrując się nad mechanizmami jej występowania u ryb. Wyniki tych badań opublikowało prestiżowe czasopismo „Cell Host & Microbe" (Impact factor 12.552).

Gorączka behawioralna

Gorączka, czyli wzrost temperatury ciała, jest jednym z objawów stanu zapalnego, tj. złożonej reakcji obronnej organizmu w odpowiedzi na infekcję bakteryjną czy wirusową. Po wniknięciu do naszego organizmu patogenów chorobotwórczych, komórki układu odpornościowego (leukocyty) wydzielają szereg czynników, których zadaniem jest pobudzenie organizmu do rozwinięcia właściwej reakcji odpornościowej i do zwalczenia infekcji. Niektóre z tych czynników, takie jak cytokiny, czyli białka regulujące aktywność komórek organizmu, zmagających się ze stanem zapalanym, są odpowiedzialne m.in. za rozwój gorączki. Przykładem takiej cytokiny jest tzw. czynnik martwicy nowotworów TNF-α. Cytokiny te, występują nie tylko u ssaków, ale opisano je także u innych kręgowców, w tym u ryb.

Ryby są organizmami zmiennocieplnymi i w większości przypadków ich temperatura ciała zbliżona jest do temperatury wody, w której żyją. Co ciekawe ryby, podobnie jak inne kręgowce zmiennocieplne, czyli płazy i gady, w wyniku zakażenia patogenem często migrują do miejsc o wyższej temperaturze. Zjawisko to określane jest jako gorączka behawioralna, albowiem prowadzi do podniesienia temperatury ciała zakażonego zwierzęcia w wyniku zmiany jego zachowania. Dzięki podniesieniu temperatury ciała wiele reakcji odpornościowych zachodzi w sposób bardziej efektywny a jednocześnie może dochodzić do zahamowania namnażania się patogenów. Mimo, iż gorączka jest procesem niezwykle istotnym w walce z patogenami i została utrwalona w procesie ewolucji kręgowców, jak dotąd nieznane były czynniki wywołujące i hamujące gorączkę behawioralną ryb.

Karpie wyleczone

Dr Krzysztof Rakus i prof. Alain Vanderplasschen, badając  mechanizmy gorączki behawioralnej u ryb, wykorzystali model zakażenia karpi wirusem CyHV-3 (cyprinid herpeswirus 3). Od lat 90-tych XX wieku wirus ten, zwany także KHV (koi herpeswirus), odpowiedzialny jest za masowe śnięcia karpi, tak w Polsce jak i świecie. Jedną z istotnych cech tego wirusa jest to, iż może on namnażać się oraz wywoływać chorobę karpi w temperaturze od 18oC do 28oC, natomiast w temperaturze powyżej 30oC karpie nie wykazują oznak zakażenia.

Ryby też gorączkują. Akwaria składające się z trzech przedziałów
o różnej temperaturze wody (24oC, 28oC i 32oC), wykorzystane do monitorowania ryb
podczas badań z zakażeniem wirusem CyHV-3.
Strzałkami wskazano tunele umożliwiające rybom przepływanie. Fot: archiwum K.Rakusa

„Obecne badania pozwoliły stwierdzić, że umożliwienie rybom swobodnego przepływu pomiędzy akwariami o różnych temperaturach wody (24oC, 28oC i 32oC) wpływa na zahamowanie choroby. Stwierdzono, że zdrowe karpie przebywały w większości w wodzie o temperaturze 24oC, natomiast karpie zakażone wirusem CyHV-3 przepływały do przedziału o temperaturze 32oC” – podkreśla dr Krzysztof Rakus. Dzięki temu wszystkie karpie przeżyły infekcję wirusem CyHV-3, który w warunkach, kiedy ryby utrzymywane są w akwariach ze stałą temperaturą wody na poziomie 24oC, może prowadzić do 100 % śmiertelności.

Wirus modyfikuje zachowanie gospodarza

Podczas badań nad gorączką behawioralną, badacze zwrócili także uwagę na fakt, że zakażone karpie zaczynają przepływać do przedziału 32oC dosyć późno od wywołania zakażenia, kiedy większość pozostałych symptomów choroby jest już wyraźnie widoczna. Karpie, u których obserwowano rozwijającą się gorączkę behawioralną są wtedy już bardzo chore.

Czy zatem wirus mógł opóźniać rozwój gorączki behawioralnej? A jeśli tak, to w jaki sposób? Z pomocą przyszło badaczom przyjrzenie się genomowi wirusa. W nim, jak się okazało, znajduje się gen ORF12, który najprościej rzecz ujmując, jest odpowiedzialny za białko wirusowe będące swoistą „pułapką” wiążącą TNF-α karpia. W kolejnym etapie badań, naukowcy, wykorzystując metody inżynierii genetycznej, wyprodukowali zmodyfikowanego wirusa CyHV-3 pozbawionego genu ORF12. Okazało się, iż karpie zakażone tym wirusem migrują do przedziału 32oC wcześniej aniżeli karpie zakażone wirusem zawierającym gen ORF12. Wykazano w ten sposób, iż wirus faktycznie wpływa na zachowanie gospodarza i opóźnia rozwój gorączki behawioralnej.

Wirus CyHV-3, zwany też cyprinid herpeswirusem-3
lub koi herpeswirusem. Ten groźny patogen wywołuje chorobę,
wpływającą na śnięcie, nawet 100% karpi w stawie,
w którym się pojawił.

„Dodatkowo aby wykazać, że to właśnie TNF-α jest czynnikiem wywołującym gorączkę behawioralną karpia, podaliśmy rybom zakażonym wirusem CyHV-3 przeciwciała blokujące tę cytokinę. W tym przypadku ryby nie migrowały do przedziału 32oC i gorączka behawioralna w ogóle się nie rozwinęła. I co najistotniejsze, skutkowało to zwiększoną śmiertelnością zakażonych ryb” – wyjaśnia dr Rakus.

Badania, których rezultaty opublikowane zostały w „Cell Host & Microbe” wskazują nie tylko na ewolucyjnie mocno utrwalone mechanizmy rozwoju gorączki u ryb i ssaków, ale też po raz pierwszy opisują jak wirus, poprzez swoje pojedyncze białko, modyfikuje zachowanie swego gospodarza, opóźniając rozwój gorączki behawioralnej. Dla wirusa jest to niezwykle istotna zdolność, albowiem zakażona ryba przebywa dłużej w temperaturze umożliwiającej jego namnażanie się, dzięki czemu może on z większą efektywnością rozprzestrzeniać się w populacji karpi, przenosząc się z jednego osobnika na drugiego.

-----------------------------------

Dr Krzysztof Rakus pracuje w Zakładzie Immunologii Ewolucyjnej ( Instytut Zoologii UJ). Jest immunologiem porównawczym, zajmuje się odpornością wrodzoną ryb w odpowiedzi na zakażenia wirusowe. Obecnie jest kierownikiem projektu badawczego pt. „DExD/H-box RNA helikazy w odpowiedzi przeciwwirusowej u ryb” w ramach programu Sonata Bis 5 (NCN).
Zdjęcia z archiwum Krzysztofa Rakusa

Polecamy również
Płodność, hormony i zdrowie. Nie ma łatwych rozwiązań
Nowa jakość kremów do opalania
Jak rozgryźć drewno? – rzecz o recyklingu
Czy mumie z Peru przemówią?