Kropidlák (Aspergillus niger). Na kulovitém měchýřku (cca 20-30 µm) vyrůstají řetízky konidií.

Kropidlák
Lidově se mu říká "černá plíseň". Celým jménem kropidlák černý alias Aspergillus niger. Je to houba a vděčíme jí za mnoho. Průmyslově nám vyrábí to, co bývá na potravinách uvedeno pod číslem "E330", případně popsáno jako regulátor kyselosti. Všechno to ale jen kamufluje dobře známou kyselinu citronovou. Kropidlák se stará i o  výrobu jiných látek, jako třeba o glukoamylázu. Bez té bychom neměli kukuřičný fruktózový sirup ani levné sladké limonády. 
Kropidlák je dobrý sluha, ale umí se předvést i jako producent ochratoxinu - jedu, který se postará o pokles stavu bílých krvinek a o snížení hladin imunoglobulinů. K tomu, aby nám  zdevastoval imunitní systém a zvýšil riziko vzniku rakoviny, netřeba mnoho. Stačí konzumovat produkty vyrobené z plesnivých surovin. Jen málo kdo ví, že tato nižší houba je také jednou z nejčastějších příčin problémů s infekcemi zvukovodu a bubínku  (otomykóz) a že se umí na nás vyřádit ještě jedním způsobem a o tom bude dnešní článek. 

Nemoc zahradníků

Dříve aspergilóza postihovala především zahradníky. Plísním se v půdě daří, zvláště když je prohnojená, a tak byli první na ráně. Stejně rizikovou je i práce v kravínech a se siláží, slámou a senem. Ale ani člověk městský není o nic ochuzen. V popelnicích i kanalizaci je dost toho, na čem se plísním daří. Před sporami se neschová nikdo a protože se ani kapitalismu nedaří větru poručit, jsou sporami zamořeny i mnohé budovy, nemocnice nevyjímaje. V angličtině už se jim dostalo označení "sick building" a tomu, čím v nich lidé trpí, se říká "sick building syndrome (syndrom nemocných budov).

Aspergillus fumigatus. S touto houbou dělali výzkumníci své pokusy na myších. I jeho spory jsou častým hostem lidských plicních sklípků. Když se našemu imunitnímu systému nepodaří zavčasu zpacifikovat, vzniká vážný problém. Hyfy mají optimum růstu při 40 - 42 °C a tak mu naše horečky neublíží, ale prospějí.

Aspergilům se daří i v hrobkách a ani ta faraóna Tutanchámona nebyla ušetřena. Některé prameny uvádějí, že z řad  objevitelů hrobky a těch, kteří do ní krátce po otevření vkročili, jich přišlo o život 25. Někteří z nich právě za příznaků onemocnění vyvolaného plísněmi a jejich mykotoxiny.  Možná že za tím, co vešlo ve známost jako kletba faraónů, se přece jen skrývá něco zbla pravdy. Mělo by jít o údajné praktiky Starých Egypťanů, kteří v nádobách měli pěstovat nebezpečné plísně a dělat z nich nástrahy pro lupiče míst posledního odpočinku.

Zdravotnické materiály uvádějí, že každý den člověk vdechne něco mezi tisícem až deseti na desátou (10 000 000 000) spor.  I v tomto množství se jich dokážeme zbavit. Jen někdy se to tak semele, že si naše armáda mikrofágů kolujících v krvi a hojně přes stěnu vlásečnic prostupujících do plicních sklípků s vdechnutými konidiemi neporadí. To pak máme vážný problém. V plících je teplo i vlhko tak akorát. A hlen má také dost výživných látek na to, aby konidie mohly vyklíčit v invazivní hyfy. Pak už nemoc postupuje rychle a někdy se z plic nastěhuje i do srdce, mozku a dalších orgánů.  Pro hyfy, které jsou základním stavebním prvkem hub, máme v češtině přiléhavé slovo podhoubí, ale zdravotníci ho nepoužívají. Hyfy jsou mikroskopická bezbarvá vlákénka a v živočišných tkáních jsou jen těžko pozorovatelná. I to je důvod, proč se na nemoc často přijde až hodně pozdě.

Mikrofágy se říká malým neutrofylům, které jsou schopné fagocytózy. Protože jsou malé, mají v názvu předponu "mikro".

V poslední době počet nemocných aspergilózou roste měrou vrchovatou. Zásluhou léků, které bereme. Houba začne mít nad námi často navrch, když třeba umravňujeme poblázněný imunitní systém kortikoidy. Těmi své útrapy zahání astmatici, alergici, pacienti po transplantacích,... Paradoxně jsou často mezi nemocnými i sportovci. Svalovou hmotu si rádi zvyšují pomocí "bobulí". Vyššímu riziku jsou ale vystaveni všichni, kdož se nějakým způsobem, nebo stářím, dobrali sníženým počtům, nebo málo funkčním bílým krvinkám zvaných neutrofily.

Nález invazivní plicní aspergilózy v plicích pacienta s intersticiální pneumonií. (Kredit histopatologického snímku: KGH, Wikipedia)

Výzkumníci z USA, Německa a Izraele si před časem začali všímat více myší, než lidí. Zaujal je na nich způsob života, při němž vdechují takové množství zárodků plísní, které by mnohé jiné živočichy zabilo. V nejnovějším čísle časopisu Science popsali, v čem myší schopnosti odvracet hrozbu houbových infekcí spočívá. Myšky za svou odolnost vděčí rafinovanosti jejich imunitního systému. Ten spory hub zmanipuluje tak, že se pak samy zahubí. Přišlo se na to pokusem, při němž myši atakovali konidiemi Aspergillu. Vybrali si agresivní kmen fumigatus, který je častou příčinou lidské pneumonie. Nejprve si ale houbu zmodifikovali, aby změnila barvu ve chvíli, kdy si její buňky spustí instrukce vedoucí k buněčné smrti.

Hlavní protagonista našeho příběhu - bílá krvinka zvaná neutrofil. Tomuto nejrozšířenějšímu typu leukocytů se někdy také říká polymorfonukleární leukocyt a jindy zase mikrofág. (Kredit: Tommaso Leonardi)

Řeč je o samo-destrukčním režimu, který je v buňkách zabudován. Máme ho my lidé i myši. Je to užitečná výbavička. Jakmile v těle některé z buněk dosáhnou určitého věku, nebo jsou jinak poškozeny a začne u nich hrozit, že by se mohly rakovinově zvrhnout, jejich vnitřní signál spustí kaskádu dějů, na jehož konci je smrt buňky. Této buněčné řízené sebevraždě se odborně říká apoptóza. Buněčné mrtvoly pak z těla odstraní specializované úklidové čety a jejich místo zaujmou buňky zdravé. Něco hodně podobného, jako je apoptóza, mají i houby. A právě do tohoto mechanismu se houbám umí namontovat myší bílé krvinky.

Neta Shlezinger, první autorka publikace, Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York.

Jak už jsme se zmínili, tak konidie a hyfy jsou malé a průhledné, takže jsou v tkáni prakticky neviditelné. S tím se vědci také vypořádali. Houbu geneticky upravili, aby po aktivaci sebevražedného procesu její buňky změnily barvu (začaly fluoreskovat). To jim dovolilo sledovat osud parazita v tkáni. Ukázalo se, že spory začaly zažínat své "pohřební svíce" velmi záhy po setkání s myší bílou krvinkou. Nic při tom ale nenasvědčovalo, že by mezi krvinkou (neutrofilem) a konidií houby docházelo k nějakému klání. Přesto to po vzájemném setkání začalo jít s houbou rychle z kopce. Je to poněkud zvláštní, neutrofilům se přezdívá školení zabijáci. Jejich granula nejsou nic jiného, než připravené sady lytických enzymů dychtících rozcupovat kdejakého vetřelce na kousky. I když setkání plísňové konidie se zabijákem dělá dojem přátelského setkání, výsledkem je, že konidie od svého zlého úmyslu (tvořit mnohobuněčné invazivní hyfy), po konzultaci s neutrofilem, jaksi upouští.

Aktivita genu AfBIR1 (v obrázku zkráceně BIR) rozhoduje o náchylnosti konidií na NADPH (redukovanou formu nikotinamidadenin dinukleotid fosfát) oxidázy a tím zprostředkovaně rozhodne o hostitelově náchylnosti k invazivní aspergilóze. Myší imunitní systém umí ve sporách spustit kaspázy a nastartovat houbě její programovanou buněčnou smrt. (Kredit: Shlezinger et al. 2017)

Dalším studiem, v němž velkou roli sehrály genetické modifikace, vyšlo najevo, že myši zvládají infekci pomocí NADPH oxidázy. Tímto enzymem se neutrofilům daří v konidiích spustit enzymovou kaspázovou kaskádu, která už sama (ve vlastních buňkách plísně) vykoná dílo zkázy.

Při pokusech vyšla najevo ještě jedna věc. Ta by mohla mít cenu zlata. A sice, že plísně polibku smrti, kterým je obšťastňují neutrofily, nepodléhají tak snadno, když jsou vybaveny proteinem AfBIR1. Ten je pro ně jakýmsi andělem spásy, který chrání jejich kaspázy před  "nechtěným" spuštěním, které jim ordinují neutrofily. Proč by právě toto  mělo mít pro nás tak velký význam? Inu proto, že každý protein má v genomu také svůj gen a ten rozhoduje o výši jeho produkce. Jinak řečeno - aktivnější gen u Aspergilla, znamená těžší průběh nemoci u pacienta.

Psáno pro ALFA MEDICAL a osel.cz

Důvodem k radosti je vysoká pravděpodobnost, že lidský imunitní systém pracuje podobně, jako ten myší. Jen není tak výkonný. Proto by právě u nás pravidlo, že ďábel spočívá v detailu, mělo mít mnohem větší význam, než u myší. I mírné přibrzdění genu aspergillům by z lidských smrtelných aspergilóz mělo udělat banální záležitosti okresního formátu.

Pravda, ještě zbývá to nejpodstatnější. Najít něco, čím by se dalo do genu (AfBIR1) dloubnout. Něco, čím by se dal uchlácholit, aby ubral plyn v produkci ochranného proteinu. I když takové udělátko ještě nemáme, podstatné je, že už víme, co se má hledat. Před týmem Shlezingerové, za to, že své poznatky nezištně obratem zveřejnil, virtuálně smekáme. Šance, že se brzo někomu někde podaří najít "klacek" na konidie, tím mnohonásobně vzrostly. Zcela jistě se tomu začne nyní věnovat celá řada pracovišť, jde o velkou věc. Na aspergilózu neumírají jen astmatici a nemocní cystickou fibrózou. Ohroženi jsou  i atopici. V podstatě stačí i jen přehnaná reakce na penicilin a taková smůla může potkat kohokoliv z nás.  

Video: Ovládnutí spouštěcího mechanismu naprogramované buněčné smrti v buňkách hub je základem odolnosti před všudypřítomnou infekcí plísňových onemocnění šířených sporami.  Kredit: Terry Helms, oddělení komunikace, Cancer Center Memorial Sloan Kettering


Literatura

Neta Shlezinger, et al.: Sterilizing immunity in the lung relies on targeting fungal apoptosis-like programmed cell death. Science  08 Sep 2017:Vol. 357, Issue 6355, pp. 1037-1041