Narodowe Centrum Nauki, MINIATURA 7, „Pionierskie badania genetyczne nad hybrydyzacją międzygatunkową Trichinella spiralis i Trichinella britovi – badania wstępne” 28.11.2023 – 27.11.2024

Kierownik projektu: dr hab. Ewa Bilska Zając

Środki finansowe: 44 000,00 zł

Opis projektu: Włośnica jest zoonozą pasożytniczą, której czynnikiem etiologicznym są nicienie z rodzaju Trichinella. Do zarażenia ludzi dochodzi poprzez spożycie mięsa zawierającego żywe larwy włośni (np. mięsa dzików, świń i koni). Wszystkie rozpoznane dotychczas gatunki Trichinella są chorobotwórcze dla ludzi. Na podstawie badań molekularnych, w Polsce potwierdzono występowanie czterech z nich: Trichinella spiralis, Trichinella britovi, Trichinella pseudospiralis i Trichinella nativa. Najbardziej rozpowszechnione są jednak T.spiralis i T.britovi. Ponadto, w około 3% populacji dzików zarażonych włośnicą stwierdza się występowanie inwazji mieszanych T.spiralis /T.britovi. W 2015 r. w wyniku badań własnych, po raz pierwszy na świecie, wykryto naturalnie występujące hybrydy pomiędzy gatunkami T.spiralis i T.britovi. Osiągnięcie to było możliwe dzięki analizie fragmentów genów 5S rDNA-ISR i mitochondrialnego genu CO1. Wykryte hybrydy zostały wyizolowane od czterech dzików i dwóch lisów, u których stwierdzono inwazje mieszane T.spiralis/T.britovi. W doświadczeniach laboratoryjnych prowadzonych przez inną grupę naukowców polegających na krzyżowaniu larw T.spiralis i T.britovi uzyskano jedynie hybrydy pomiędzy samicami T.spiralis i samcami T.britovi, ale nie w drugim kierunku. W badaniach własnych przeprowadzono analizy możliwych scenariuszy hybrydyzacji T.spiralis i T.britovi. Na podstawie badań fragmentów 5S rDNA-ISR i mitochondrialnych sekwencji genu CO1 wykazano możliwość krzyżowania się tych gatunków w obu kombinacjach płci (tj ♀ T.spiralis x ♂ T.britovi i ♀ T.britovi x ♂ T.spiralis ). Jednocześnie analizy te potwierdziły, że wykryte, hybrydy międzygatunkowe pochodzą z generacji F2. Potwierdza to możliwość naturalnego krzyżowania T.spiralis i T.britovi oraz wydawania przez hybrydy płodnego potomstwa. Należy podkreślić, że w badaniach wzięto pod uwagę fragmenty jedynie 2 genów. Występowanie hybryd międzygatunkowych w szerszej populacji Trichinella spp. i szerszej puli genów nie jest poznane. Co więcej nie prowadzone są żadne badania, które mogłyby określić częstotliwość występowania takich hybryd. Badania takie miałyby praktyczne implikacje dotyczące cech fenotypowych larw. Gatunki te różnią się bowiem właściwościami biologicznymi, np. opornością na niskie temperatury, długością trwania cyklu życiowego, patogennością a także powinowactwem do innych gatunków żywicieli. Powstawanie hybryd może doprowadzać do mieszania się tych cech oraz powstawania coraz silniejszych i bardziej odpornych populacji włośni. Ze względu na brak podstawowej wiedzy na temat biologii powstałych hybryd rozważanie takie jest spekulatywne, jednakże nie powinno być pomijane, zwłaszcza, że w literaturze istnieją dowody hybrydyzacji pomiędzy innymi pasożytami np. zoonotycznymi przywrami zarażającymi ludzi (Schistosoma haematobium, S. mansoni), bydło (S. bovis) oraz owce, kozy i bydło (S. curassoni), co doprowadziło do powstania kombinacji cech skutkujących m.in. rozszerzeniem zasięgu żywiciela i zmniejszeniem skuteczności leczenia farmakologicznego. Planowany projekt ma na celu wyselekcjonowanie izolatów larw włośni, w których można spodziewać się występowania naturalnej hybrydyzacji międzygatunkowej pomiędzy T.spiralis i T.britovi, do późniejszych badań genetycznych i proteomicznych nad właściwościami larw – hybryd międzygatunkowych. Bazą proponowanych badań będzie kolekcja izolatów larw włośni licząca około 1000 izolatów, pozyskanych w latach 2018-2023 z tkanki mięśniowej dzików badanych w kierunku włośnicy. Izolat stanowi pulę larw włośni wyodrębnioną od jednego dzika. Z każdego izolatu pobierane będzie około 100 larw włośni. Z tej puli larw ekstrahowane będzie DNA, które posłuży do amplifikacji wybranych fragmentów DNA w rekcji multiplex PCR. Na podstawie uzyskanych produktów amplifikacji, określona zostanie gatunkowość larw włośni w poszczególnych izolatach. Do analizy występowania hybrydyzacji międzygatunkowej wybrane zostaną izolaty larw włośni, w których stwierdzona zostanie inwazja mieszana T.spiralis/T.britovi (co najmniej 20 takich izolatów). Po potwierdzeniu inwazji mieszanej, co najmniej 200 larw z każdego izolatu zostanie zakonserwowanych do dalszych badań indywidualnych larw, które będą prowadzone w ramach planowanego grantu. Mając na względzie, że prewalencja inwazji mieszanych T.spiralis/T.britovi w populacji dzików zarażonych włośnicą w Polsce wynosi około 3 %, planowany cel jest w 100% możliwy do realizacji.