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Schistosomes: Tropical parasite utilise course de natation ne est pas partagé par tout autre créature

Posted by: admin 01-20 Schistosomes: Tropical parasite utilise course de natation ne est pas partagé par tout autre créature

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Pour de nombreuses bactéries et les parasites qui cherchent à obtenir une charge de la bonté nutritionnel frais à l'intérieur de votre corps, la peau est le premier et le plus important portier. Schistosomes, cependant, se moquent de cette barrière et se enfoncent droit à travers.

Schistosomes: Tropical parasite utilise course de natation ne est pas partagé par tout autre créature

Infectieuses cercaires filmé à haute vitesse que les parasites se déplace de "droite à gauche" dans T-piscine modalité, avec le champ d'écoulement autour visualisé.

Crédit: M. Prakash / Stanford

Ces douves de sang d'origine hydrique, qui sont responsables de près de 200 000 décès annuels et 200 millions de cas dans le monde totales de schistosomiase, sont entraînés par les coups puissants de leurs queues fourchues uniques et des enzymes à mâcher. Les habitudes de natation du parasite sont cruciales pour son activité chimiotactique humain cherchant - et font l'objet de chercheurs de l'Université de Stanford qui cherchent finalement à briser la chaîne de l'infection.

Manu Prakash, professeur adjoint à l'Université de Stanford, présentera ses recherches sur les habitudes de natation »T-communes» du parasite lors de la prochaine 67e réunion annuelle de la Division de l'American Physical Society of Fluid Dynamics à San Francisco.

Le travail de laboratoire de Prakash couvre toute la gamme de problèmes à petite échelle au travail de terrain. Les chercheurs de Stanford ont été perplexes, cependant, quand ils ont filmé la piscine du parasite à des vitesses élevées.

Cercaires, la forme nage libre de Schistosoma, se déplace en avant et en arrière battre sa queue fourchue. Selon les théories mathématiques développés au cours des 50 dernières années, ce passage à tabac réciproque à petite échelle ne devrait pas permettre aux cercaires se déplacer du tout, mais simplement bob en place, essentiellement du surplace.

Créatures biologiques aquatiques similaires ont lutté pour briser ce paradoxe locomotive mathématique en faisant varier leurs coups de queue à battre dans des cycles non symétriques à petite échelle. Pour schistosomes, l'innovation vient de leur queue fourchue inhabituelle, qui forme un «T-forme" commune. Cette passifs interagit conjointes de torsion avec le fluide de manière surprenante pour briser cette symétrie variable dans le temps - d'où les chercheurs appellent cela un nageur de T-conjointe. Un tel moyen simple de briser cette symétrie ne avait jamais été vu avant, Prakash noté.

En plus d'utiliser cette méthode pour nager queue en premier, les cercaires peuvent également passer leur direction de natation d'un seul coup. Ils sont remarquablement efficaces nageurs, et ils doivent être - cercaires manquent une bouche, et doivent donc compter sur les réserves d'énergie finie en nageant entre escargot et hôtes humains.

"L'hypothèse que nous essayons de test est que ces deux modes, vers l'avant et vers l'arrière pourraient en fait être conçus pour des fonctions spécifiques liées à la tâche à accomplir», a déclaré Prakash. «Nous essayons d'identifier si ces coups de natation ont des fonctions différentes - une conçu pour nager vite, et une autre pour effectivement générer des forces élevées."

Une fois que les chercheurs à déterminer cela, ils peuvent examiner les moyens de bloquer l'infection en interférant avec la capacité de les schistosomes de trouver des hôtes humains.

"Si nous comprenons le mécanisme chimiotactique de cet organisme ainsi - où sont les neurones sensoriels, comment ça couple pour son comportement de natation, comment ça se coupler à ses muscles - il ya beaucoup de petites molécules que nous pouvons utiliser pour nuire vraiment directement ", a déclaré Praskash.

Pour entrer dans la peau d'un humain, un schistosome doit générer beaucoup de vigueur. "Ce est presque comme un moteur qui est conçu pour fonctionner à des forces de décrochage", a déclaré Prakash. "Il peut produire des forces très élevées alors que ce est effectivement pas physiquement en mouvement, donc il ya toutes ces questions passionnantes qui sont connectés - pourquoi un système évoluerait comme ceci"

Récemment, Prakash et ses collaborateurs ont été en cours d'exécution d'essais de validation pour le diagnostic de la schistosomiase au Ghana, une des nombreuses régions où le parasite est endémique, et ont l'intention de commencer un autre site sur le terrain d'essai au Burkina Faso. Son laboratoire se concentre sur les deux biophysique organismiques et ce qu'il appelle «la science frugale» - un excellent exemple de ce qui est innovant 'foldscope,' de Prakash un microscope 50 cents réalisés sur une feuille de papier pliable.

"Notre grand objectif de l'image est de démocratiser vraiment outils scientifiques et les rendre très largement disponible aux gens, donc nous construire et des outils de conception innovants, puis nous leur donnons aux gens d'explorer le monde autour d'eux", a déclaré Prakash. En 2012, Prakash a reçu une subvention de la Fondation Gates $ 100,000 pour ses travaux sur l'foldscope. Sa conférence TED sur le microscope dans la même année a actuellement été vue plus de 1,2 millions de fois.

Prakash espère apporter son approche de la science frugal dans le champ de sa recherche de la schistosomiase en étudiant les mêmes nageurs cercaires sur le terrain - idéalement un étang - afin d'identifier ce que les méthodes les schistosomes utilisent pour trouver les humains dans des environnements complexes.

Les recherches futures pour Prakash, son étudiant diplômé Deepak Krishnamurthy et le reste du groupe implique perturber la capacité chimiotactique de la douve pour identifier les hôtes humains après émergeant d'un escargot - brisant ainsi le cycle d'infection.