يافته هاي نوين در زيست شناسي بر هم كنش انگل ليشمانيا و پشه خاكي
توسط: خانم مهندس الهام جهانی فرد
نزديك به 1000 گونه پشه خاكي فلبوتومينه شناخته شده اند كه حدود 70 گونه آنها قادر به انتقال گو نه هاي مختلف انگل ليشمانيا مي باشند.انگل ليشمانيا داراي دو فرم داخل سلولي در ميزبان مهره دار و فرم خارج سلولي در پشه خاكي ناقل مي باشد.الگوي تكامل انگل ليشمانيا در دستگاه گوارش پشه خاكي به ناقل بستگي ندارد. سيكل زندگي انگل ليشمانيا در بدن پشه خاكي ها يك سيكل كمپلكس است. اين كه سيكل زندگي انگل چيست به خوبي شناخته شده است اما چگونگي آن هنوز به صورت يك راز است.
در سيكل زندگي خارج سلولي انگل ليشمانيا فرم هاي پروسيكليك ،نكتوموناد،لپتوموناد،هاپتوموناد و متاسيكليك ديده مي شود كه زمان متوسط جهت تكامل انگلها بسته به گونه آنها و شرايط محيطي به ويژه درجه حرارت 2-1 هفته مي باشد.
انگل هاي ليشمانيا شرايط مختلفي را جهت تكاملشان در ناقل تحمل مي كنند.از مهمترين فاكتورها و پديده هاي درگير در برهم كنش انگل و ناقل ،گيرنده هاي معده پشه خاكي مانند گالاكتين، گليكوكانژوگه هاي ليشمانيا، غشاء پريتروفيك ،بزاق پشه خاكي ، آنزيم كيتيناز ، اتوفاژي و آپوپتوزيس مي باشد.
درمطالعه اي كه بر روي نمو L. major در P. duobosci انجام گرفته ،سه مرحله در طي هضم خون مشخص شده است.در ابتدا پروماستيگوتهاي پروسيكليك داخل غشاء پريتروفيك تقسيم مي شوند.غشاء پريتروفيك از قسمت عقب توسط آنزيم هاي كيتيناز و N-acetylglucoseaminidase پاره مي شود. سپس نكتومونادها از آن خارج گرديده و به طرف ميدگات ناحيه سينه مهاجرت مي كنند اما مهاجرتشان توسط (AP) Anterior Plug ]برآمدگي غشاء پريتروفيك جدا كننده ( Abdominal midgut (AMG و( [Thoracic midgut (TMG متوقف مي شود.
در مرحله بعد با تخريب غشاء پريتروفيك و AP انگلها به TMG مهاجرت كرده ودر محل stomodeal valve(SV) تجمع مي يابد. آنزيم كيتيناز بر روي سلولهاي استوانه اي راس دريچه SV اثر مي گذارد و با تخريب آنها انتقال انگل تسهيل مي گردد.
لكتين يا مولكولهايي شبيه لكتين و PpGalec كه در دستگاه گوارش ناقل قرار دارند در اتصال پروماستيگوتها به روده نقش دارند.
دو بخش اساسي انگل كه در برهم كنش انگل و ناقل اهميت دارند، گليكوكانژوگه هاي سطحي و پروتئين تاژك مي باشند. گليكوكانژوگه هاي سطحي انگل ليشمانيا كه نقش اساسي در اتصال به ديواره معده دارند عبارتند از lipophosphoglycan (LPG)، proteophosphoglycan (PPG)، glycosylinositol lipid (GIPL)
acid phosphatase (AP), glycoprotein63 (GP63) / (leishmanolysin), cystein protease
.Heat shock protein
LPG عمده ترين و مهمترين گليكوكانژوگه است كه species specific و stage specific بوده وبسته به گونه انگل و مرحله سيكل زندگي اختلاف زيادي در ساختار آن مشاهده مي شود.
پشه خاكي ها را براساس انتقال انگل ليشمانيا و نوع اتصالشان به سه گروه اصلي specific ، permissive و intermediate تقسيم مي شوند. پشه خاكي هاي permissive مانند P. argentipes ،P. halpensis ،P. arabiensis ،L. longipalpis قادر به انتقال تمام گونه هاي انگل ليشمانيا مي باشند.
پشه خاكي هاي specific مانند P. papatasi و P. sergenti فقط يك گونه مشخص انگل را انتقال مي دهند
در نوع intermediate پشه خاكي ها ناقل برخي از گونه هاي انگل مي باشند.
اتصال انگل به دستگاه گوارش پشه خاكي هاي permissive با استفاده از LPG نيست.در اين ناقلين پروتئين هاي سطحي شبيه پروتيئن هاي تاژك ،تركيباتي شبيه لكتين و يا گليكوپروتئين هاي معده پشه خاكي كه داراي N-acetyl-galactosamine مي باشند نقش مهمي دارند.
درطي متاسيكلوژنزيس كه انگل به فرم آلوده كننده تبديل مي شود تغييراتي در گليكوكانژوگه سطحي LPG صورت مي گيردكه در انگل هاي زيرجنس ليشمانيا در فرم متاسيكليك افزايش در واحدهاي تكرارشونده،كاهش يا حذف زنجيره هاي جانبي ،تغييرات احتمالي Cap و استخلاف قندها ديده مي شود.
اما نوع گليكوكانژوگه هاي غشا در انگل هاي زيرجنس ويانيا از زيرجنس ليشمانيا متفاوت است.در گونه هاي اين زيرجنس مانند L. braziliensis و L. panamensis ،GIPL به مقدار بيشتري در سطح انگل بيان مي شوند. در بررسي متاسيكلوژنزيس L. braziliensis ، LPG در برهم كنش انگل با ناقل نقش دارد كه در فرم متاسيكليك اين انگل قندهاي گلوكز زنجيره جانبي افزايش مي يابد كه اين روند با فرم متاسيكليك انگلهاي زيرجنس ليشمانيا متفاوت است.
سيگنالهايي كه احتمالا در شروع متاسيكلوژنزيس اثر دارند، كاهش pH محيط ،كاهش فشار اكسيژن و كاهش سطح تتراهيدروبيوپترين وعدم وجود هموگلوبين مي باشند.
ماده ديگري كه در انتقال انگل ليشمانيا موثر است PSG)) Promastigote Secrotory Gel مي باشد كه ژل مانند بوده و ماده اصلي آن( fPPG) filamentous Proteophosphoglycan مي باشد. اين ماده توسط انگل هاي لپتوموناد ترشح مي شود و باعث انسداد معده پشه خاكي گشته كه نتيجه آن برگرداندن انگلها و ژل به همراه بزاق پشه خاكي به داخل پوست مي باشد.
طي روند تكامل انگل در بدن پشه خاكي دو نوع مرگ و مير اتوفاژي و آپوپتوزيس در انگل ليشمانيا رخ مي دهد.
اتوفاژي يك نوع مرگ سلولي است كه همزمان با متاسيكلوژنزيس صورت مي گيرد. در اين شرايط پارازيتها با از دست دادن ارگانلها، سازگاري اوليه اي براي زندگي در ميزبان پستاندارشان پيدا مي كنند.
آپوپتوزيس مرگ برنامه ريزي شده اي است كه در موجودات تك سلولي مانند ليشمانيا نيز رخ مي دهد. سيستم كنترل كننده آپوپتوزيس در اين انگل ميتوكندري است. اين پديده در ماكروفاژها و درمعده پشه خاكي و زماني كه انگلها بيشترين برخورد را با يكديگر دارند رخ مي دهد. در هنگام انتقال انگل ليشمانيا، مناسبترين انگلها انتقال داده مي شوند و در اين مسير سلولهايي كه مناسب نيستند از طريق آپوپتوزيس از بين مي روند.
------------------------------------------------------------------------------------------------

Scanning Electron Microscopic studies on sand flies
توسط: خانم مهندس الهام جهانی فرد
ميكروسكوپ الكتروني براساس انحراف الكترونها توسط عدسي الكترومغناطيسي كار مي كند. از ويژگي هاي اين ميكروسكوپ، قدرت بزرگنمايي 1 ميليون برابر آن است.
يكي از انواع ميكروسكوپ الكتروني Scanning Electron Microscope يا ميكروسكوپ الكتروني اسكنينگ مي باشد كه تصاوير سه بعدي ايجاد مي كند. در ميكروسكوپ الكتروني، تصوير با كمك آناليز الكترونهاي خروجي و اشعه x ايجاد مي گردد. اين ميكروسكوپ ما را در شناسايي، فهم و درك مسايل جديدي از حيات، صنعت ، علوم پايه و باليني ياري مي نمايد.
گونه هايي از پشه خاكي هاي فلبوتومينه عمدتاً ناقلين انگل ليشمانيا مي باشند و علاوه بر آن قادر به انتقال بيماريهاي ويروسي به انسان هستند لذا به منظور كنترل بيماري، شناسايي دقيق ناقل حائز اهميت است. مطالعات وسيعي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني اسكنينگ جهت بررسي مرفولوژي مراحل مختلف زندگي پشه خاكي ها انجام شده است.
با بررسي ساختار خارجي پوسته تخم مشخص شده است كه پوسته تخم داراي برجستگي هايي مي باشد ، شكل اين برجستگي ها و نقوش ايجاد شده توسط آنها در گونه هاي مختلف متفاوت است واز اين ويژگي مي توان براي تشخيص گونه استفاده نمود. مطالعه اي كه با ميكروسكوپ الكتروني اسكنينگ بر روي پوسته تخم گونه هاي مختلف لوتزوميا انجام شده است تفاوت در نقوش و برجستگي هاي سطح تخم گونه هاي مختلف را به عنوان ماركرهاي تاكسونوميك قابل اعتماد معرفي مي نمايد. نقوش سطح تخم گونه هاي مختلف لوتزوميا در 8 دسته طبقه بندي مي شوند كه عبارتند از شيارهاي متصل ،شيارهاي غيرمتصل، چندگوشه ، كوه مانند يا آتشفشان ،بيضي شكل ، مشبك ، برآمده و پراكنده .
گاهي اوقات تخم هاي مختلف از نظر تزئينات غشاي خارجي با همديگر متفاوت است كه تنوع داخل گونه اي را مطرح مي كند يا يافتن ساير ماركرهاي مرفولوژيك در نمونه ها همانند روشهاي بيوشيمي و بيولوژي مولكولي احتمال كمپلكس بودن يك گونه مانند L.longipalpis را پيشنهاد مي كند.لارو پشه خاكي ها آمفي پنوستيك مي باشد و اسپيراكل آنها از نوع II است يعني اين كه روزنه تنفسي داراي يك بخش مركزي اسكلروتيزه است و بخش كناري به شكل گل رزمي باشد كه در اين بخش برجستگي هاي مدور قرار گرفته است. اسپيراكل هاي شكمي و سينه اي لارو درروي برآمدگي كروي قرار گرفته اند .تعداد برجستگي هاي هر دو اسپيراكل در گونه هاي مختلف متفاوت است .اخيرا از اين اسپيراكل ها به عنوان ابزاري براي شناسايي پشه خاكي هاي نابالغ استفاده مي كنند. يكي ديگر از مطالعات الكتروميكروسكوپ بررسي موهاي دمي يا سنسيليوم trichoid منفذ دار مي باشد كه محل قرار گرفتن منفذ در اين موها مي تواند براي تفكيك دو گونه بكار رود،علاوه بر اين با كمك تصاوير الكتروميكروسكوپ، L.whitmani و L.intermedia بر اساس تفاوت در مرفولوژي لوب مخرجي لاروقابل تفكيك هستند.
شكل ژنيتالياي خارجي ماده ها بوسيله ميكروسكوپ الكتروني بررسي و از اين قسمت به عنوان يك خصوصيت مرفولوژيك جهت شناسايي گونه استفاده مي شود.همچنين بكمك تصاوير ميكروسكوپ الكتروني ، سنسيلا را در ترمينالياي نرپشه خاكي مشاهده كرده و نقش سنسيلاها در جهت گيري مناسب حشره نر براي جفتگيري به اثبات رسيده است.
الگوي پراكندگي سنسيلا ها ي آنتن پشه خاكي ها ي نر و ماده P.papatasi و P.bergeroti توسط ميكروسكوپ الكتروني بررسي شده است، اين دو گونه بر اساس تفاوت در تعداد و نوع سنسيلا قابل شناسايي هستند.همچنين طول سنسيلاي chaetica (آسكوئيد) به عنوان يك خصوصيت مرفولوژيك جهت تشخيص جمعيت هاي مختلف P.argentipes بكار مي رود.لازم به ذكر است كه اين سنسيلا با ميكروسكوپ الكتروني و نوري قابل رويت است.
با بررسي chemosensilla در ناحيه دريچه stomodeal پشه خاكي ها معلوم شده است كه ، اين سنسيلا از نوع basiconica مي باشد كه در هدايت غذا به چينه دان يا معده مياني نقش مهمي را ايفا مي كند.
قطعات دهاني پشه خاكي ها با ميكروسكوپ الكتروني به منظور مشخص نمودن تفاوت در بين نر و ماده همچنين علت نفوذ قطعات دهاني و خونخواري ماده ها از ميزبان مطالعه شده است.در ماده ها دندانه هاي سيباريومي وجود دارند كه نقش مهمي درعدم انتقال نماتد دارند، اين دندانه ها مانند شانه عمل كرده و پارازيت را تخريب مي كنند، بنابراين پشه خاكي ها نمي توانند ناقلين فيلاريا باشند اما دندانه هاي سيباريوم نقش مهمي در پاره كردن ماكروفاژ ها وآزاد شدن انگل ليشمانيا دارند.
لازم به ذكر است كه استفاده از الكتروميكروسكوپ راهكار جديدي در مطالعات تاكسونومي پشه خاكي ها و همچنين بررسي اينتركشن انگل - ناقل و ساختار انگل ليشمانيا بشمار مي رود.