Anpassung von Dermatophyten an den menschlichen Wirt untersucht

Durch vergleichende Genomanalysen untersuchten Forschende die evolutionären Mechanismen, die Microsporum canis den Übergang von tierischen zu menschlichen Wirten ermöglichen.

Die Studie wurde von Dr. Xin Zhou sowie Prof. Sybren de Hoog vom Radboud UMC Center of Expertise for Mycology, Niederlande, und von Prof. Peiying Feng von der Sun Yat-Sen University, China, geleitet. Ihre Ergebnisse zeigen, dass M. canis, M. audouinii und M. ferrugineum zwar ein hohes Maß an genetischer Ähnlichkeit aufweisen, die an den Menschen angepassten Stämme jedoch spezifische Erweiterungen in Genfamilien wie den Transportern der Major Facilitator Superfamily (MFS) und den Transkriptionsfaktoren Zn2Cys6 aufweisen. Diese Genexpansionen könnten die Fähigkeit des Pilzes verbessern, in der menschlichen Haut zu gedeihen.

Durch genetische Diversität und funktionelle Studien wurden 12 Schlüsselgene identifiziert, darunter Proteasen (z.B. SUB1, SUB7, PRB1) und Chitinasen (z.B. Arb2, MCYG_06206). Diese Gene spielen eine entscheidende Rolle beim Keratinabbau, bei der Immunabwehr und bei der Anpassung an die Umwelt. So ist beispielsweise die Expression von Subtilisinen (SUB1-SUB3) anthropophiler Arten unter sauren Bedingungen, wie sie auf der menschlichen Haut herrschen, deutlich erhöht. Darüber hinaus stimulierten lipidreiche Umgebungen die Keratinaseaktivität, was darauf hindeutet, dass diese Faktoren die wirtsspezifischen Anpassungen der vom Menschen abstammenden M.-canis-Stämme vorantreiben.

„Wir haben bemerkenswerte molekulare Anpassungen beobachtet, die den ökologischen Übergang von M. canis unterstützen“, sagt Zhou. „Diese Ergebnisse bilden eine solide Grundlage für das Verständnis der genetischen und funktionellen Mechanismen, die diesem Wirtswechsel zugrunde liegen.“

Weitere Analysen ergaben, dass die Gene für den Kohlenhydratstoffwechsel, einschließlich derjenigen, die an der Chitinbindung und dem Chitinabbau beteiligt sind, in M. canis eine erhebliche Expansion erfahren haben. Diese Gene könnten den Pilz in die Lage versetzen, Immunreaktionen des Wirts zu umgehen, indem sie die Bestandteile der Pilzzellwand maskieren. Vergleichende genomische Studien haben außerdem gezeigt, dass stammesspezifische Unterschiede bei der Genduplikation mit ökologischen und physiologischen Anpassungen bei verschiedenen Wirtstypen korrelieren.

„Diese Forschungsarbeit verdeutlicht die komplizierte evolutionäre Dynamik von Dermatophyten und ihre Fähigkeit, sich an neue Wirte anzupassen“, erklärt Zhou. „Sie eröffnet neue Wege für die Entwicklung gezielter antimykotischer Therapien.“

Die Studie unterstreicht, wie wichtig es ist, die Evolution der Dermatophyten und die Wechselwirkungen zwischen Wirt und Erreger zu verstehen, und bietet einen Rahmen für die künftige Erforschung der Pathogenität von Dermatophyten und therapeutischer Maßnahmen.