O badaniach poinformowano na stronie Uniwersytetu Jagiellońskiego.

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 zmagających się ze stanem zapalanym - są odpowiedzialne m.in. za rozwój gorączki. Cytokiny (m.in. TNF-α) występują nie tylko u ssaków, ale i 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, bo prowadzi do podniesienia temperatury ciała zakażonego zwierzęcia w wyniku zmiany jego zachowania.

Gorączkę behawioralną ryb badał dr Krzysztof Rakus z Instytutu Zoologii UJ. Jego badania - prowadzone we współpracy z zespołem prof. Alaina Vanderplasschena z belgijskiego Uniwersytetu w Liège opublikowano w czasopiśmie „Cell Host & Microbe".

Przy wyższej temperaturze ciała wiele reakcji odpornościowych zachodzi w sposób bardziej efektywny. A jednocześnie namnażanie się patogenów może zostać zahamowane. 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.

Dr Krzysztof Rakus i prof. Alain Vanderplasschen, badając mechanizmy gorączki behawioralnej u ryb, wykorzystali model zakażenia karpi wirusem CyHV-3 (zwany także KHV). Patogen ów odpowiedzialny jest za masowe śnięcia karpi. Jedną z istotnych cech tego wirusa jest to, iż może on namnażać się oraz wywoływać chorobę karpi w temperaturze od 18 do 28 stopni C, natomiast w temperaturze powyżej 30 stopni C karpie nie wykazują oznak zakażenia.

„Obecne badania pozwoliły stwierdzić, że umożliwienie rybom swobodnego przepływu pomiędzy akwariami o różnych temperaturach wody (24, 28 i 32 stopnie C) wpływa na zahamowanie choroby. Stwierdzono, że zdrowe karpie przebywały w większości w wodzie o temperaturze 24 st. C, natomiast karpie zakażone wirusem CyHV-3 przepływały do przedziału o temperaturze 32 st. C” – 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 24 st. C, może prowadzić do stuprocentowej śmiertelności.

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

Badacze zaczęli się zastanawiać, czy to wirus mógł wpłynąć na zachowanie ryby i opóźnić rozwój leczniczej gorączki behawioralnej. Przyjrzeli się więc genomowi wirusa. Okazuje się, że jest w nim gen, za sprawą którego pewne konkretne cytokiny ryby (TNF-α) są łapane w pułapkę. Badacze wyprodukowali więc zmodyfikowanego wirusa - pozbawionego tego genu. Okazało się, iż karpie zakażone tym wirusem migrują do najcieplejszego akwarium wcześniej aniżeli karpie zakażone wirusem zawierającym ten badany gen. Wykazano w ten sposób, iż wirus faktycznie wpływa na zachowanie gospodarza i opóźnia rozwój gorączki behawioralnej.

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.

PAP - Nauka w Polsce

lt/ agt/