Slimme schimmel schakelt afweer bij plant, dier en mens uit

Het lukt schimmels en bacteriën vrij eenvoudig om planten, dieren en de mens ondanks hun afweersystemen, te infecteren. Onderzoekers van Wageningen UR (University & Research centre) hebben met Japanse collega’s ontdekt hoe dat kan. Ze zagen hoe de schimmel een eiwit afscheidt dat de rondslingerende bouwstenen van de eigen schimmelwand onherkenbaar maakt voor het afweersysteem van de plant. Die heeft de aanval zo niet in de gaten. In Science van 20 augustus doen ze verslag.

Schimmels dringen door in bladeren, stengels en wortels, of door de huid, darmen of longen, waardoor de gastheer ziek kan worden. De schimmels bereiden een aanval op de gastheer, zoals een tomatenplant, goed voor. Een voorbeeld is de schimmel Cladosporium fulvum, die bij de tomaat de veroorzaker is van de bladvlekkenziekte. Wanneer deze schimmel een tomatenplant begint te infecteren, zou de tomatenplant de schimmel snel herkennen aan stukjes chitine die afkomstig zijn van de celwand van de schimmel. Chitine komt van nature niet in planten voor, maar brokstukjes chitine zijn steeds in de buurt van de schimmel te vinden, zoals de haren van een hond of kat hun aanwezigheid verraden. Het afweersysteem van de tomatenplant herkent de chitinestukjes meteen als 'vreemd en dus ongewenst' en slaat direct alarm om de infectie te onderdrukken. Tot zover niets aan de hand.

Ecp6
Cladosporium fulvum, en vrijwel alle andere schimmels, hebben echter een geheim wapen achter de hand. Onderzoekers onder leiding van plantenziektekundige Bart Thomma hebben ontdekt dat de schimmel bij de aanval het eiwit Ecp6 afscheidt. Ecp6 is de codenaam voor extracellulair proteïne 6. Het eiwit zoekt de stukjes chitine die zich rond de schimmel bevinden op en hecht zich eraan vast. De binding zorgt ervoor dat de chitinedeeltjes onzichtbaar worden voor de tomatenplant, zoals een stealth-vliegtuig voor de radar. Daardoor krijgt het afweersysteem van de plant niet meer het signaal om in actie te komen. De plant raakt geïnfecteerd. Schimmels bij mensen en dieren hebben dit eiwit ook, en schakelen de afweer van hun gastheer dan ook waarschijnlijk op dezelfde wijze uit.

Uit experimenten die de onderzoekers deden naar de functie van Ecp6 blijkt dat wanneer de schimmel geen Ecp6 aanmaakt, ze veel minder agressief is en moeilijker in staat is om ziekte bij de tomatenplant te veroorzaken.

Omdat niet alleen Cladosporium, maar nagenoeg alle schimmels, dus ook ziekteverwekkers bij de mens en dier, in het bezit zijn van Ecp6, lijkt het wegvangen van chitinefragmenten met dit eiwit een algemene strategie van schimmels om het afweersysteem van hun gastheer te omzeilen.

Deze kennis is van belang om nieuwe manieren te ontwikkelen  om schimmelziekten te bestrijden, zowel in de landbouw (bladvlekkenziekte, stengel- en wortelrot, builenbrand, verwelkingsziekte, schurft op appelbomen, perenroest, boomkanker, etc.) als in de gezondheidszorg (roos, zwemmerseczeem, candida- infecties, aspergillose, etc.).

Bron: Wageningen UR