Abstract
Leishmania spp. are sandfly-transmitted protozoa parasites that cause a spectrum of diseases in humans. Many enzymes involved in Leishmania central carbon metabolism differ from their equivalents in the mammalian host and are potential drug targets. In this review we summarize recent advances in our understanding of Leishmania central carbon metabolism, focusing on pathways of carbon utilization that are required for growth and pathogenesis in the mammalian host. While Leishmania central carbon metabolism shares many features in common with other pathogenic trypanosomatids, significant differences are also apparent. Leishmania parasites are also unusual in constitutively expressing most core metabolic pathways throughout their life cycle, a feature that may allow these parasites to exploit a range of different carbon sources (primarily sugars and amino acids) rapidly in both the insect vector and vertebrate host. Indeed, recent gene deletion studies suggest that mammal-infective stages are dependent on multiple carbon sources in vivo. The application of metabolomic approaches, outlined here, are likely to be important in defining aspects of central carbon metabolism that are essential at different stages of mammalian host infection
چکیده
Leishmania spp پارازیت‌های پروتوزوئیدی منتقله توسط پشه خاکی هستند که طیف وسیعی از بیماری‌ها را در انسان به وجود می‌آورند. بسیاری از آنزیم‌های درگیر در متابولیسم مرکزی کربن در لیشمانیا با همتایان خود در میزبان پستاندار تفاوت دارند و اهداف دارویی بالقوه هستند. در این مقاله مروری، ما پیشرفت‌های اخیر در درک خود از متابولیسم مرکزی کربن در لیشمانیا را خلاصه کرده و بر مسیرهای استفاده از کربن که برای رشد و پاتوژنز در میزبان پستاندار ضروری است؛ تمرکز می‌کنیم. با وجود اینکه متابولیسم مرکزی کربن در لیشمانیا دارای ویژگی‌های مشترک بسیاری با سایر تریپانوزوماتیدی بیماری‌زا است اما تفاوت‌های قابل توجهی نیز آشکار است. انگل‌های لیشمانیا بسیاری از مسیرهای متابولیکی اصلی را در سراسر چرخه زندگی خود به طور غیرمعمول بیان می‌کنند و این موضوع ممکن است انگل‌ها را قادر سازد طیفی از منابع مختلف کربن (به طور عمده قندها و اسیدهای آمینه) در حشره حامل و میزبان مهره‌دار را به سرعت استخراج کنند. در واقع، مطالعات اخیر پیرامون حذف ژن نشان می‌دهند که مراحل آلودگی پستانداران به منابع مختلف کربن در داخل بدن وابسته هستند. استفاده از رویکردهای متابولیکی که در اینجا ارائه شده‌اند؛ به احتمال زیاد در تعریف جنبه‌های متابولیسم مرکزی کربن که در مراحل مختلف عفونت میزبان پستاندار ضروری هستند؛ مهم‌اند.
1-مقدمه
لیشمانیاها تک‌یاخته‌های منتقله توسط پشه خاکی هستند که مسئولیت طیف وسیعی از بیماری‌های مهم را در انسان‌ها برعهده دارند. درمان‌های فعلی محدود هستند و در مواردی که از آنتی‌مونیال‌ها استفاده می‌شود؛ اثر آنها به شدت توسط مقاومت گسترده بالینی تضعیف می‌شود. با وجود اینکه شبکه‌های متابولیک اصلی در این انگل‌ها شباهت‌های زیادی با میزبان پستاندار دارند؛ اما برخی از توجیهات برای بررسی آنزیم‌های انگل درگیر در متابولیسم مرکزی کربن به عنوان اهداف بالقوه دارویی وجود دارد. متابولیسم مرکزی کربن در انگل برای رشد و دفاع در برابر استرس اکسیداتیو و سایر پاسخ‌های ضد میکروبی ضروری است و حتی اختلال جزئی در این مسیرها ممکن است موجب جلوگیری از سنتز متابولیت‌های ضروری برای زنده ماندن شود. علاوه بر این، تفاوت‌های قابل توجهی در ویژگی‌های تنظیمی آنزیم‌های درگیر در متابولیسم مرکزی کربن در لیشمانیا و همتایان آنها در پستانداران مشاهده شده است و این موضوع نشان می‌دهد که ممکن است مهارکننده‌های خاص انگل این مسیرهای بسیار حفاظت شده را توسعه دهند.
لیشمانیا درون روده میانی پشه خاکی حامل و فاگولیزوزوم (در درجه اول) ماکروفاژها در میزبان پستاندار تکثیر می‌یابد. سطوح تغذیه‌ای انگل در هر یک از این زیستگاه‌ها و در هر مرحله از عفونت می‌تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد و این امر شناسایی مسیرهایی که احتمالا در داخل بدن مهم هستند را دشوار می‌سازد....