Инфекции, включающие несколько штаммов паразитов у одного хозяина, являются распространенными, и взаимодействие между паразитами может изменить инфекцию и динамику болезни. Для близкородственных паразитов с перекрывающимися нишами взаимодействие может быть дорогостоящим.
Механизмы, определяющие исход паразитных взаимодействий, могут быть независимы от воздействия на хозяев, а понимание характера конкурентных взаимодействий может помочь предсказать исход инфекции. Когда конкуренты демонстрируют различия в скорости репликации или передачи внутри хоста, конкуренция асимметрична, и результат должен благоприятствовать лучшему конкуренту независимо от вирулентности. Например, у хозяев, инфицированных смешанными штаммами P. chabaudi и T. brucei, более девственные штаммы размножаются быстрее, чем менее девственные штаммы, и поэтому являются лучшими конкурентами. В отличие от улиток, носители зараженных множеством штаммов S. mansoni, менее вирусный штамм размножается быстрее своего более вирусного конкурента.
Материалы и методы
1. Система Host-Parasite
В течение жизненного цикла C. shasta лососевые хозяева заражаются после того, как актиноспоры, переносимые водой, присоединяются к жаберной эпителии и проникают в кровеносные сосуды жабр. Паразит размножается в крови и мигрирует в кишечник, где продолжается размножение, кульминацией которого является созревание миксоспоры. Миксоспоры высвобождаются в основном после разложения организма-хозяина, но небольшое количество может также выделяться в фекальных слепках живыми организмами-хозяевами. Жизненный цикл завершается после того, как миксоспоры заражают полихет хозяев, Manayunkia sp. Leidy, которые впоследствии выделяют актиноспоры.
2. Показатели вирулентности
Учёные рассчитали процентную смертность и медианные дни до смерти для каждого случая репликации в качестве показателя паразитной вирулентности. Рыба, у которой были обнаружены признаки неизлечимой болезни, была эвтаназирована, и эта дата была зарегистрирована и использована для расчета БДР.
3. Показатели соревнований
Пять лососевых из каждой репликации были отобраны на 1, 7 и 14 день, что в общей сложности составляет 15 особей на каждую реплику для анализа плотности заражения паразитами. Рыбу эвтаназировали передозировкой трикаина метанесульфоната, а левый жабер и 0,25 мг задней кишки собирали и хранили в отдельных пробирках при -20°C до переработки. Образцы кишечника не были отобраны на 1 день, поскольку паразиты не были обнаружены в кишечной ткани на ранних стадиях инфекции. Для оценки количества копий ДНК паразитов в 0,1 г ткани жабры и кишечника хозяина путем десятикратного серийного разбавления синтетического шаблона паразитов с помощью шипов кишечника или жаберной ткани была создана стандартная кривая.
4. Ответные меры организма на одиночные и смешанные инфекции
Образцы для измерения экспрессии цитокина и иммуноглобулина были отобраны из ряда методов лечения, включая генотип I, генотип II, генотипы I и II и неинфицированный контроль, в общей сложности 330 образцов. 25 мг кишечника и селезенки были собраны, сохранены в RNALater и заморожены при температуре -80 °C. РНК была извлечена из тканей с помощью набора тканей РНК высокого разрешения "Рош", а затем преобразована в кДНК с помощью набора для синтеза КДНК первой пряди транскриптора "Рош" с олиго-дТ праймерами и усилена с помощью SYBRgreen. Пробы анализировались с помощью системы ПЦР в реальном времени Applied Biosystems Step One Plus в режиме реального времени и порогового значения цикла, определяемого с помощью программного обеспечения, поставляемого вместе с прибором.
5. Анализы
Разработали полностью факториальный эксперимент для анализа ANOVA, но проблемы дозирования привели к нестандартизированным дозам, поэтому вместо этого использовали общие линейные модели и включили в модель дозу, специфичную для генотипа. Тестировали на фиксированные эффекты генотипа, взаимодействия между генотипом и лечением. Для парных сравнений использовали суммы квадратов III типа, полученные с помощью процедуры GLM в SAS, и значительные результаты были проанализированы с помощью Честно-значимых тестов Туки. Исключили специфическую для генотипа дозу в качестве фиксированного фактора в моделях производства миксоспоры, поскольку эта метрика использовалась для расчета ответа.
Результаты: доза паразита
Рассчитывали на целевые дозы приблизительно в 5 и 10 спор на рыбу, однако фактические дозы паразитов сильно варьировались и составляли от 1 до 8 (I) и 1-7 (II) паразитов на рыбу в день 0 и от 1 до 4 (I) и 2-7 (II) дней 6, в результате чего дозы составляли 2-3, 3-6 и 6-10 паразитов на рыбу. Результаты секвенирования подтвердили, что к каждому репликации применялись соответствующие генотипы. Паразиты в образцах, взятых при обработке W-образным методом, ни при одном из воздействий не были обнаружены.