Naar beest met enorm genoom

Om vagina’s te infecteren, heeft de parasiet Trichomonas misschien wel 60.000 genen nodig. Hij kan dan ook vervormen, zich vastklampen en nuttige bacteriën aanvallen.

Twee Trichomonas-cellen bij een vaginacel. Foto Santa Ursula Univ. This image provided by the journal Science, is a scanned electron micrograph showing Trichomonas vaginalis parasites (green) adhering to vaginal epithelial cells (pink) collected from vaginal swabs (AP Photo/Courtesy of Antonio Pereira-Neves and Marlene Benchimol, Santa Ursula University, Rio de Janeiro, Brazil) Associated Press

Een eencellige parasiet die vaginale infecties veroorzaakt, heeft mogelijk twee keer zoveel genen als de mens. Tot die conclusie komt een groot internationaal consortium, 66 onderzoekers uit tien landen, dat er in geslaagd is om het genoom van de parasiet Trichomonas vaginalis grotendeels te ontcijferen.

Trichomonas veroorzaakt trichomoniasis, een seksueel overdraagbare aandoening die wereldwijd jaarlijks minstens 170 miljoen mensen treft. De kennis van het genoom, afgelopen vrijdag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science, biedt nieuwe mogelijkheden voor de diagnose en behandeling van deze vervelende aandoening.

De omvang van de genetische variatie van de parasiet was een van de grootste verrassingen. Het precieze aantal genen is onduidelijk, omdat pakweg tweederde van de genen in een groot aantal kopieën op diverse plaatsen in het genoom opduikt. Maar het zijn er minstens 26.000 – net zoveel als de mens er naar schatting heeft – en mogelijk zelfs 60.000. Verrassend veel voor een eencellige parasiet.

„Het is een naar beestje”, vindt de Amerikaanse parasitologe Jane Carlton die het onderzoek leidde. Het eerste symptoom van de ziekte is meestal een onwelriekende, geelgroene, schuimige vaginale afscheiding. De vagina kan daarnaast geïrriteerd zijn en vrijen of plassen pijnlijk. Ook mannen kunnen last van de parasiet hebben. Doorgaans vertonen ze geen of lichte symptomen, maar ze kunnen hun partners wel besmetten. Hoeveel mensen in ons land besmet zijn is onbekend, omdat artsen dit niet hoeven te melden.

De onderzoekers denken dat het grote aantal genen van de ziekteverwekker de erfenis is van een onbekende evolutionaire voorouder. Om onduidelijke redenen bleef het grote genoom intact.

De vele herhalingen in het genoom vormden een enorme hindernis voor het onderzoek. Voor dit soort studies wordt het DNA van een organisme willekeurig versnipperd tot stukjes van zo’n zeshonderd basen. Computerprogramma’s speuren in die snippers naar overlappende stukken en koppelen die aaneen als een legpuzzel. Maar als er veel nagenoeg identieke stukken zijn, is daar niet uit te komen. De gebruikte computers liepen dan ook vast en de gebruikte programma’s moesten grotendeels herschreven worden.

Het onderzoek heeft diverse genen en eiwitten opgeleverd die als aangrijpingspunt voor eventuele medicijnen kunnen dienen. De standaardbehandeling is nu het medicijn metronidazol, maar sommige parasieten zijn er resistent voor. De genoomonderzoekers vonden een eiwit dat de parasiet gebruikt om menselijk weefsel te infecteren. Dat eiwit lijkt sprekend op een soortgelijk enzym uit het aidsvirus hiv, waartegen al een geneesmiddel bestaat.

Het genoom kan ook nieuw licht werpen op een aantal bijzondere eigenschappen van de parasiet. Vrij levend hebben zijn cellen een typische peervorm met een paar zweepstaarten (bovenin rechts op de afbeelding hiernaast), maar als ze de vaginawand infecteren worden ze bijna plat en vormeloos als een amoebe. Daardoor neemt hun oppervlak aanmerkelijk toe, wat het ze makkelijker zou maken om cellen van hun slachtoffers te infecteren. Daarvoor zijn grote veranderingen nodig in de eiwitten van het cytoskelet, dat de vorm van het eencellige beestje bepaalt. Dat vergt ongetwijfeld de inzet van veel genen.

Het succes van Trichomonas wordt zeker ook bepaald door de honderden genen die hem helpen om de geslachtsorganen te infecteren. Zo vonden de onderzoekers meer dan achthonderd genen voor eiwitten waarmee de parasiet zich aan de cellen van de vagina kan vastklampen (zoals hij in het midden van de afbeelding doet).

Daarnaast heeft hij minstens vierhonderd genen voor peptidases, enzymen waarmee hij eiwitten van de vaginacellen kan afbreken om er binnen te dringen. Bovendien valt Trichomonas niet alleen cellen van de vagina aan, maar ook bacteriën die in de vagina voor een zuur milieu zorgen.

Handig, want de parasiet voelt zich niet zo prettig in een relatief zure omgeving.