Als hosting-gigs gehen, es ist ein schwieriges Publikum.
Mehr als 1 Milliarde Menschen sind Wirt für parasitische Würmer, die Wohnsitz in Ihrem Darm. Für die meisten ist es ein kurzer Aufenthalt, mit dem immun-system nach dem entfernen der Würmer in Tagen oder Wochen und hinterlassen keine Spuren, dass die Parasiten waren jemals dort.
In einem kleinen Prozentsatz von Menschen und anderen Tieren, obwohl die Würmer eine permanente gewinnen Mund-halten und können bleiben, um den Darm für die Jahre. Diese Beharrlichkeit führt oft zu Mangelernährung, die wiederum zieht den Griff Infektion, die Einleitung einer Spirale, die schwierig wird, zu entkommen.
Die Frage, warum das kleine Prozent kämpfen, zu vertreiben Parasiten hat, verhinderten die Forscher für eine Weile. Aber ein neues mathematisches Modell, entwickelt an der Universität von Nebraska-Lincoln und Royal Netherlands Institute for Sea Research bietet eine Antwort, während der Verstärkung ein Sprichwort: Sicherheit in den zahlen.
Ton Cressler, Anieke van Leeuwen und Ihre Kollegen haben festgestellt, dass, wenn eine große Anzahl von Würmern Abstecken, Darm-Territorium in einen host, Sie in der Regel verwalten zu hängen, da für die langfristige. Hingegen, das Modell schlägt vor, dass einsame Würmer — oder kleine Gruppen von Ihnen-überfordert durch das Immunsystem, und schnell geleert aus dem Magen-Darm-Trakt.
„Einige Wirte krank für eine wirklich lange Zeit. Einige klare (Parasiten), die wirklich schnell“, sagte Cressler, assistant professor der biologischen Wissenschaften in Nebraska. „Das ist nicht etwas, das könnte man mit der Theorie erklären, die wir vorher hatten.“
Das team-Modell simulieren können Wirt-Parasit-Interaktionen von der Buchhaltung für mehrere Variablen: Anzahl der Parasiten, die Verfügbarkeit von Nahrung, Körper, Masse der Wirt, wie viel Masse zugänglich ist, um Parasiten gegen das Immunsystem. Entscheidend ist, dass es auch Faktoren, die parasitäre Würmer manipulieren kann der host in der Lage, Nahrung zu verdauen und lösen eine Immunreaktion aus.
Als Teil einer aktuellen Studie, die das team simuliert peitschenwürmer-Infektionen für 1.000 Mäuse, während die Variation der Anzahl der Würmer, die infizierten Ihre Doppelpunkte. Aus diesen Ergebnissen, haben die Forscher abgeleitet, dass ein großes Kollektiv von whipworms kann kick-start ein sich selbst erhaltender Kreislauf, der fast garantiert die Parasiten überleben.
Obwohl die Einzelheiten nicht ganz klar, vor der Forschung dazu geführt hat, das team zu vermuten, dass eine kritische Masse von Würmern kann zu entfesseln eine Flut von Molekülen, die verwirren oder die das Immunsystem unterdrücken und damit die Parasiten zu beginnen high-jacking ein host Nährstoffe.
„Alles, was der Parasit macht, um die Steigerung der eigenen Zugriff auf Ressourcen indirekt entzieht der host von Ihnen,“ Cressler sagte. „Je mehr Parasiten es gibt, desto besser sind Sie zu manipulieren und Ressourcen, und desto besser sind Sie zu manipulieren, desto besser der Parasiten wachsen. Und dann sind Sie noch besser zu manipulieren. So erhalten Sie das positive-feedback-Schleife, die ermöglicht Ihnen die Etablierung einer chronischen Infektion.“
Wenn eine moderate Anzahl der Würmer infizieren einen Wirt, Ihre Aufenthaltsdauer wird weniger bestimmte und scheint zu hängen mehr auf andere Faktoren: Wie groß sind die Gastgeber Fettreserven? Hat Ihr Immunsystem bereits grundiert zu reagieren? Wie viel es Essen?
Auf die letztere Frage, das team fand Beweise dafür, dass mehr Nahrung erhöht die Chancen auf einen langfristigen Aufenthalt.
„Historisch gesehen, die Perspektive ist, dass die Lebensmittel wirklich nur Angelegenheiten für die Gastgeber,“ Cressler sagte. „Erst kürzlich, innerhalb der letzten 10 Jahre oder so, hat es mehr von einem Fokus auf das, was Ernährung tun, um die Parasiten. Gibt es eine chance, dass das, was Sie tatsächlich tun, ist nur die Fütterung der Parasit mehr? In diesem Fall, dass was passiert.
„Wenn (biologische) Systeme sind Häufig in diesem Ort, wo Sie gehen können oder so, dann kleine änderungen in anderen Sachen, die wir nicht (historisch) Aufmerksamkeit schenken zu können, werden die Dinge, die bestimmen, ob man die eine oder andere Weise.“
Doch wenn alle anderen Faktoren gleich sind, das Modell zeigt, dass die Menge an parasitären Würmern, allein kann bestimmen, ob Sie dauerhaft in einer Gastfamilie. Das ist ein potenziell wichtiger Fortschritt, Cressler, sagte, gegeben, dass die Vorherige Ansätze haben meist Parasiten behandelt Dauer eine Feste, unabhängige variable, anstatt eine von anderen Faktoren abhängig.
Und wenn das team zusammengestellt, die Schicksale der einzelnen Maus in seiner simulation, die daraus resultierende Verteilung ähnelte dem Muster Häufig in der Natur gesehen: die meisten hosts belastet mit nur wenigen Parasiten, ein paar hosts belastet mit vielen.
„Die meisten von der Theorie, die wir in das Verständnis der immun-Parasit-Interaktionen nicht ausreicht, um die Adresse mit der Frage, wo diese Art von variation kommt von“ Cressler sagte. „Wenn Sie diese Fähigkeit zu (ermöglichen), entweder lange Dauer oder für kurze Dauer, was Sie sehen, sind viele Gastgeber, die immer den kurzfristigen Infektionen und sehr niedrigen Belastungen, und einige Gastgeber, die immer diese Langzeit-Infektionen und am Ende mit einer sehr hohen Belastung.
„Diese Hypothese könnte möglicherweise helfen, zu erklären, zwei große Muster in der Parasitologie: dieses weit verbreitete variation in wie lange Infektionen der letzten und dieser weit verbreiteten Variante, wie krank jeder host.“
Obwohl das team-Modell muss zunächst zu widerstehen, die Kontrolle der Experimente und die weitere Forschung, Cressler, sagte, es könnte schließlich dazu beitragen, Informationen für die Behandlung von parasitären Infektionen oder Kalibrieren Sie die Vorhersagen von chronischen Fällen. Dies vor potenziell chronische Infektionen führen Unterernährung — und verringern die Nützlichkeit von Drogen, die ansonsten klaren Parasiten-könnte erweisen sich als besonders wertvoll in der Dritten Welt.
„Wenn wir könnten, (schließlich) Sie sagen, ‚Dies ist das, was Sie brauchen, um zu Messen, zu wissen, ob jemand chronisch infiziert“, dann könnte Ihnen etwas darüber erzählen, wie Sie behandeln müssen oder die Sie behandeln müssen,“ Cressler sagte. „Wo ist die höchste Risiko-Bereich, wo die Umwelt ist so, dass die Menschen gehen, um grundiert werden gegen diese chronische eher als akute Infektion?
„Diese Unterschiede in der Dauer eines echten Musters, und es hat echte Konsequenzen für die Menschen. Alles, was wir tun können, das hilft zu verstehen, wie diese Infektionen in der Arbeit könnte einen therapeutischen Wert später. Wir wissen nicht, was das jetzt ist. Aber das ist das Ziel.“
Die Forscher berichten über Ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society B“. Cressler und van Leeuwen Autor der Studie mit Andrea Graham von der Princeton University und Sarah Budischak des Claremont McKenna, Pitzer und Scripps Colleges. Das team erhielt Unterstützung von der National Science Foundation.