Seit ihrer Gründung im Jahr 1916 hat die Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health parasitologische Forschung zu einer Priorität gemacht.Malaria, Gelbfieber, Amöbiasis, Trypanosomiasis und Helminthen waren wichtige Probleme der öffentlichen Gesundheit, und Hakenwürmer waren ein Hauptanliegen der Rockefeller Foundation, dem Hauptspender der School of Hygiene and Public Health.Unter den ursprünglichen Abteilungen der Schule hatte die Abteilung für Protozologie und Medizinische Entomologie vier Abteilungen — Protozologie, Helminthologie, medizinische Entomologie und später eine Abteilung für Virologie. Der Vorsitzende Robert William Hegner bemerkte, dass „Zoologen, die sich für Parasitologie interessieren, ihre Aufmerksamkeit normalerweise auf den Parasiten richten , während die meisten Ärzte dazu neigen, die Reaktionen des Wirts zu betonen . Nur wenn diese beiden Phasen zusammengeführt werden und wenn Aspekte des Themas hinzugefügt werden, die den Aktivitäten im Bereich der öffentlichen Gesundheit eigen sind, wird ein vollständiges Programm realisiert: dann wird die Parasitologie zur Biologie der Wirt-Parasiten-Beziehungen.“
Forschungsgruppen
Das Labor von Dr. Peter Agre untersucht den Einfluss sowohl menschlicher als auch malariaparasitischer Aquaporine auf Malariainfektionen. Während des schnellen Wachstums von Malariaparasiten in roten Blutkörperchen wird Glycerin von den Parasiten aufgenommen und zur Membranbiosynthese in Lipide eingebaut. Das Glycerin muss die Plasmamembran der roten Blutkörperchen und die parasitäre Plasmamembran durchqueren, um für den Parasiten zugänglich zu werden. Die Gruppe hat gezeigt, dass Aquaglyceroporine in Mäusen in beiden Membranen exprimiert werden. Wirt Aquaporin 9 (AQP9) wird in der Plasmamembran der roten Blutkörperchen exprimiert und Parasit Aquaglyceroporin (PbAQP) wird in der Plasmamembran des Parasiten exprimiert. Der Glycerintransportweg trägt zur Virulenz intraerythrozytischer Plasmodiumstadien während einer Malariainfektion bei. Wirtsaquaporine werden auch im Gehirn untersucht, wo AQP4 zum Schutz vor zerebraler Malaria dient. Diese Bemühungen werden ein besseres Verständnis der Biologie von Malaria ermöglichen und zu besseren Methoden zur Kontrolle oder Behandlung von Malaria führen.
Das Labor von Dr. Isabelle Coppens untersucht die Anpassungen von Apicomplexan-Parasiten an ihre Wirtszellen von Säugetieren, die zu Krankheitspathologie führen. Das Phylum von Apicomplexa umfasst humane Erreger wie Plasmodium, den Erreger von Malaria, Toxoplasma und Cryptosporidium, zwei führende opportunistische Erreger von immungeschwächten Personen. Indem sie in die Grenzen einer Zelle eindringen, sichern sich diese Parasiten eine fertige Nährstoffquelle und Schutz vor Immunkonfrontationen. Wir analysieren die mikrobiellen Gene und Signalwege, die an der Kooption von Wirtszell-Prozessen und -Organellen durch Apicomplexa beteiligt sind, einschließlich des Wirtszytoskeletts und des Membranverkehrs während der Infektion, der Bergung von Wirtslipiden und der Umgestaltung der parasitophoren Vakuole, um die Differenzierung und Replikation von Parasiten zu unterstützen. Wir konzentrieren uns auf die pathogenen Mechanismen an der Wirt-Parasiten-Schnittstelle, die interessante Ziele für die Entwicklung therapeutischer Strategien gegen Apicomplexa-Infektionen darstellen.
Dr. Monica Mugniers Labor untersucht antigene Variation im afrikanischen Trypanosom, Trypanosoma brucei. Diese tödlichen Parasiten entziehen sich der Erkennung durch das Immunsystem von Menschen und Tieren, die sie infizieren, indem sie eine dichte Oberflächenschicht aus einem Protein „umschalten“, das als variantes Oberflächenglykoprotein oder VSG bekannt ist. T. brucei kann sein Repertoire an VSGs über die im Genom kodierten hinaus durch Rekombinationsereignisse erweitern, die neue, antigenisch unterschiedliche Varianten erzeugen. Diese Diversifizierung des VSG-Repertoires zur Bildung neuer Antigenmäntel ist für den Parasiten entscheidend, um eine chronische Infektion aufrechtzuerhalten. Das Mugnier-Labor verwendet Bioinformatik und andere Hochdurchsatzansätze, um die Dynamik der Antigenvariation und die Mechanismen, die die VSG-Diversifizierung in vivo antreiben, besser zu verstehen.Malariaparasiten enthalten zwei Organellen, den Apikoplasten und das Mitochondrium, von denen angenommen wird, dass sie durch den Einbau anderer Zellen in den Parasiten entstanden sind. Aufgrund des prokaryotischen Ursprungs dieser Organellen enthalten sie eine Reihe von Stoffwechselwegen, die sich signifikant von denen des menschlichen Wirts unterscheiden. Das Labor von Dr. Sean Prigge untersucht biochemische Signalwege in diesen Organellen, insbesondere solche, die von den Enzym-Cofaktoren Lipoat, Biotin und Eisen-Schwefel-Clustern abhängig sind. Wir interessieren uns für diese drei Cofaktoren, wie sie erworben werden, wie sie verwendet werden und ob sie für das Wachstum von Malariaparasiten essentiell sind.
Zu jeder Zeit infizieren Helminthenparasiten (Nematoden, Trematoden, Bandwürmer) über ein Drittel der menschlichen Bevölkerung. Diese langlebigen vielzelligen Parasiten, die typischerweise eine Infektion hervorrufen, die Monate bis Jahrzehnte anhält, induzieren Immunantworten, die zu einer grundlegenden Veränderung des Immunstatus infizierter Personen führen. Dr. Alan Scott untersucht den Einfluss parasitärer Nematoden auf die Wirtsimmunität mit besonderem Schwerpunkt auf der Funktion von Makrophagen in der Lunge. Darüber hinaus untersucht Dr. Scott die Rolle von Lungenmakrophagen bei der Regulierung der Entzündungsreaktion gegen Malaria-infizierte rote Blutkörperchen, die sich in der Lungenumgebung ansammeln.
Schistosomen sind einzigartige Parasiten des Blutsystems, die eine Nische in den venösen Kapillaren einnehmen, die den Dünndarm (Schistosoma mansoni oder S. japonicum) und die Blase (S. haematobium) entwässern. Diese Parasiten verursachen bei den ersten beiden eine schwere Pathologie in der Leber und bei der dritten in der Blase. Tatsächlich ist die Infektion in der Blase mit der Entwicklung von Blasenkrebs verbunden. Dr. Clive Shiff interessiert sich für die Mechanismen bei der Entwicklung dieses Krebses infolge einer chronischen Infektion, für die Erkennung von Veränderungen in frühen Stadien der Infektion und auch für Methoden zur Verbesserung der Diagnose dieser Infektionen durch DNA-Nachweis. Ziel ist es, die epidemiologische Methode zur Bewertung der Auswirkungen des Parasiten auf die öffentliche Gesundheit zu verbessern.
Dr. Photini Sinnis und ihre Gruppe konzentrieren sich auf das Verständnis der grundlegenden Biologie der prä-erythrozytischen Stadien der Malaria. Dazu gehören Sporozoiten, das infektiöse Stadium des Malariaparasiten und die Leberstadien, in die sie sich entwickeln. Dies ist ein wenig erforschtes, aber kritisch wichtiges Untersuchungsgebiet, da in diesem Fall eine Malariainfektion im Säugetierwirt festgestellt wird. Die Ziele ihrer Forschung sind: 1) die molekularen Wechselwirkungen aufzuklären, die für die Reise des Sporozoiten vom Mückenmitteldarm zur Säugetierleber erforderlich sind; 2) verstehen Sie die Ereignisse, die an der Hepatozyteninvasion beteiligt sind; 3) Übersetzen Sie ihre Ergebnisse, um Medikamente und einen Impfstoff zu entwickeln, die auf diese Stadien des Malariaparasiten abzielen.
Die Forschung in Dr. Prakash Srinivasans Labor konzentriert sich auf das Verständnis der molekularen Grundlagen der Invasion von Wirtszellen durch den menschlichen Erreger Plasmodium falciparum. Die klinische Erkrankung wird durch die exponentiell wachsenden Malariaparasiten in den roten Blutkörperchen (RBC) verursacht. Diese Infektion im Blutstadium beginnt, wenn Merozoiten (invasive Formen) durch spezifische Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen mit Erythrozyten in Kontakt treten, die die intrazelluläre Signalgebung sowohl im Parasiten als auch im Erythrozyten aktivieren, um den Parasiteneintritt zu erleichtern. Viele dieser Signalwege sind erhalten und funktionieren auch während der Invasion von Hepatozyten (Leber) durch Sporozoiten (eine andere invasive Form). Wir verwenden komplementäre Ansätze wie bedingte Genomeditierungstechniken, Lebendzellbildgebung, niedermolekulare Inhibitoren und quantitative Proteomik, um die Funktion von Invasionsdeterminanten in diesem komplexen Prozess zu untersuchen. Wir nutzen dieses Wissen, um neue Malaria-Impfstoff- und Wirkstoffziele mit In-vitro- und In-vivo-Modellsystemen zu entwickeln und zu validieren.
Dr. David Sullivan und seine Laborarbeiten zur Molekularbiologie von Plasmodium im Zusammenhang mit dem Eisenstoffwechsel, der sich auch mit der Häm-Kristallisation, dem Ziel der Malaria-Chinolon-Medikamente, überschneidet. und bioverfügbares Eisen spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung einer anderen Klasse von Malariamedikamenten, den Artemisininen. Die Arbeit an zerebraler Malaria und schwerer Anämie umfasst die menschliche endotheliale Reaktion auf Plasmodium und den Beitrag von Plasmodiumhämolysinen zur Anämie. Ein allgemeines Prinzip von Infektionskrankheiten ist die genaue Diagnose und wirksame Behandlung und das Labor arbeitet an neuartigen Speichel- oder Urin-Malaria-Diagnostik sowie neue Malaria-Anwendungen für bereits bestehende FDA-zugelassene Medikamente. Eine epidemiologische Studie in Bangladesch untersucht die Rolle von Hämoglobin E auf das Ergebnis und das Übertragungsrisiko unter anderen Menschen, Parasiten- und Vektorfaktoren. Laufende Arbeiten an Helminthen umfassen Filiariose und Bilharziose.