Subjects

An advanced course focused on cell biology and physiology of parasitic protozoa and helminths and on cellular and molecular interactions between the host and parasite. Following topics will be discussed: cytoskeleton, transport mechanisms and cell organelles of parasitic protozoa, mechanisms of host invasion by protozoa and helminths, escape mechanisms of parasites, ontogenetic regulations in parasitic helminths, hormonal interaction between the host and parasitic helminths, specific features of various types of infections (luminal, mucosal, tissue, intracellular). Mechanisms of drug action and other antiparasitic measures will be mentioned in the context of parasite biology

Last update: Mikeš Libor, RNDr., Ph.D. (27.03.2019)

Pokročilý kurz zaměřený na buněčnou a molekulární biologii parazitických protozoí a helmintů a na mechanismy vzájemných vztahů mezi parazitem a hostitelem.
Jedná se o povinnou přednášku pro studenty doktorského studia. Náplní jsou aktuální poznatky z buněčné biologie, biochemie, molekulární biologie a imunologie parazitických organismů.
Přednáší se co možná nejucelenější představa o jednotlivých parazitických organismem a jejich interakcích s hostitelem. Prezentovány jsou děje na úrovni regulace genové exprese a transportu biomolekul přes buněčné membrány.
Důležitost je kladena na přítomnost metabolických drah specifických pro parazity a jejich využití pro cílenou chemoterapii. Zmiňovány jsou současné experimentální nástroje umožňující funkční studie na významných parazitických organismech.
V rámci interakce s hostitelem se probírá imunitní obrana hostitelského organismu a únikové strategie parazita (obrana, maskování atd.), antigenní variabilita. Dále jsou probírány mechanismy patogeneze parazitických organismů a jednotlivé životní cykly.
Jednotlivé parazitické organismy jsou probírány v taxonomickém (evolučním) kontextu pro lepší pochopení sledovaných funkcí a procesů. Předmět se přednáší v anglickém jazyce a je rozdělen do 14 přednášek, z nichž 8 je zaměřených na biologii parazitických prvoků jako je Plasmodium sp., Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucie, Leishmania sp, Giardia intestinalis, Cryptosporidium sp, Entamoeba histolytica a Trichomonas vaginalis a 6 přednášek zaměřených na biologii parazitických helmintů.
Helmintologická část je zaměřena zejména na děje spojené s životními cykly helmintů napříč taxonomickými skupinami, např. nástroje a mechanismy vyhledávání hostitelů, průnik do hostitelů, migrace v hostitelích, zvláštnosti a regulace ontogeneze a intracelulární parasitismus, únik obranným reakcím hostitelů, interakce s neuroendokrinním a imunitním systémem hostitelů. Zvláštní kapitolou jsou způsoby boje proti nákazám helminty - možnosti přerušení životních cyklů a mechanismy účinku antihelmintik.
Přednášející jsou Pavel Doležal a Libor Mikeš.

Last update: Kulíková Helena, RNDr. (27.03.2019)

J. Walochnik, M. Duchêne: Molecular Parasitology, Protozoan Parasites and their Molecules 2015
C. G. Clark, P. J. Johnson and R. D. Adam: Anaerobic Parasitic Protozoa: Genomics and Molecular Biology 2010
J. Marr, M. Müller: Biochemistry and Molecular Biology of Parasites, Academic Press, London 1995
Molecular Mechanisms of Parasite Invasion (B.A. Burleigh and A. Soldati, Eds.). Springer-Verlag New York 2008. ISBN13 (EAN): 9780387782669
Schistosoma: Biology, Pathology and Control (B. G. M. Jamieson, Ed.). CRC Press, Taylor and Francis Group 2016. ISBN: 978-1-4987-4425-6
Parasites: Ecology, Diseases and Management (G. S. Erzinger, Ed.). Nova Science Publishers Inc., New York 2012. ISBN: 978-1-62257-692-0
Host-Parasite Interactions (G. Flik and G. Wiegertjes, Eds.). Society for Experimental Biology Series, CRC Press 2012. ISBN 9781859962985
Přednášky jsou průběžně updatovány z recentních publikovaných článků a review a jsou dostupná online.

Last update: Kulíková Helena, RNDr. (27.03.2019)

* Cellular and molecular basis of the host-parasite relationships
PROTOZOOLOGICAL PART (J. Kulda)
HELMINTHOLOGICAL PART (P. Horák)

1.Protozoan cell I. Organization of the protozoan cell. Cell organelles of parasitic protozoa and their function: Mitochondrion and kinetoplast of trypanosomes, hydrogenosome, mitosomes, apicoplast, glycosome, acidocalcisome. (P. Doležal)

2.Protozoan cell II. .Cytoskeleton. Microtubular cytoskeleton of protozoa. Flagellum as a cell compartment. Flagellar cycle. Microtubular inhibitors as antiparasitic drugs. Actin based cytoskeleton and other cytoskeletal systems of protozoa. Invasive adaptations of cytoskeleton in protozoan parasites. Parasite interactions with cytoskeletal systems of a host cell. (P. Doležal)

3.Protozoan cell III. Transport mechanisms. Membrane transporters and channels. Endocytosis, exocytosis and vesicular transport. Virulence factors and drug resistance mechanisms relative to cell transport. (P. Doležal)

4.Surface parasites of mucous tissues (Giardia, Cryptosporidium, Trichomonas). Mucus and mucosal defenses against infection. Properties of intestinal and vaginal mucosa. Colonization of mucous surfaces by parasites and its pathological consequences. (P. Doležal)

5.Invasive tissue infections. Biology of Entamoeba histolytica. Life cycle and invasive transformation. Escape mechanisms and virulence factors. Pathogenesis of amebosis. Most important molecules in host-parasite interactions. (P. Doležal)

6.Infection of body fluids. Biology of African trypanosomes. Developmental cycle and developmentally regulated changes in surface molecules and metabolism. Antigenic variability and its molecular background. Pathogenesis of sleeping sickness and mechanisms of pathogenicity in trypanosome infections. (P. Doležal)

7.Intracellular infections by protozoa I. Various strategies of entry to and survival in a host cell. Antimicrobial defenses against intracellular infection and escape mechanisms of parasites. Intracellular Kinetoplastida: Cell-parasite interactions in Trypanosoma cruzi infection. Leishmania as an intracellular parasite of professional phagocytes. Molecules involved in host-parasite interaction. (P. Doležal)

8.Intracellular infections by protozoa II. Interaction of apicomplexan parasites with host cells. (Toxoplasma, Theileria, Plasmodium). Induced endocytosis of malaria parasites by erythrocytes and molecules involved in this process. Manipulation of infected red blood cells by parasites. Pathogenicity mechanisms in Plasmodium falciparum malaria. (P. Doležal)

9 .Host-recognition and -invasion by helminths (chemoorientation of free living larvae; host-finding; penetration mechanisms - parasite lectins, peptidases, other enzymes; parasite orientation within the host body). (L. Mikeš)

10. Evasion strategies of helminths (masking, molecular mimicry, immunosuppression and other evasion strategies of helminths in vertebrates and invertebrates; immune reactions of invertebrate hosts). (L. Mikeš)

11. Hormonal interactions between helminths and hosts (vertebrates, invertebrates); neurophysiological and immunological consequences. (L. Mikeš)

12. Developmental regulations in helminths (developmental reversals; signals and molecular mechanisms in intra- and interspecific competition of helminths). (L. Mikeš)

13. Helminths as intracellular parasites (phytonematodes; entomopathogenic nematodes; Adenophorea - Trichuris, Trichinella - modifications of muscle fibres).
Control of helminthoses - development and mode of action of vaccines and anthelmintics, control of vectors and intermediate hosts. (L. Mikeš)

Last update: Doležal Pavel, Mgr., Ph.D. (03.12.2018)

* Buněčné a molekulární interakce mezi parazitem a hostitelem

1.Buňka prvoků I. Organizace protozoární buňky. Buněčné organely prvoků a jejich funkce. Mitochondrie a kinetoplast trypanosom, hydrogenosom, mitosom, apicoplast, glycosom, acidocalcisom. (P. Doležal)

2. Buňka prvoků II. Cytoskelet. Mikrotubulární cytoskelet prvoků. Bičík jako buněčný kompartment. Flagelární cyklus. Terapeutické využití mikrotubulárních inhibitorů. Aktinový cytoskelet a jiné cytoskeletární systémy prvoků. Invazivní adaptace cytoskeletu a interakce parazitů s cytoskeletem hostitelské buňky. (P. Doležal)

3. Buňka prvoků III. Transportní mechanismy. Membránové přenašeče a kanály. Endocytóza, exocytóza a vesikulární transport. Faktory virulence a rezistence k léčivům související s transportem. (P. Doležal)

4. Protozoární infekce slizničních povrchů. Mukus a slizniční imunita. Střevní a poševní sliznice. Kolonizace povrchu sliznic a její patologické důsledky (Giardia, Cryptosporidium, Trichomonas). (P. Doležal)

5. Invazivní tkáňové infekce. Entamoeba histolytica, vývojový cyklus a invazivní transformace, únikove mechanismy a virulenční faktory. Patogeneze amébózy. Nejdůležitější molekuly v interakcích mezi parazitem a hostitelem. (P. Doležal)

6. Infekce tělních tekutin. Biologie afrických trypanosom a spavá nemoc. Vývojový cyklus a vývojově regulované změny buněčného povrchu a energetického metabolismu. Antigenní variabilita a její molekulární podstata. Patogeneze spavé nemoci a mechanismy patogenního účinku trypanosom. (P. Doležal)

7. Intracelulární infekce I. Různé strategie vstupu prvoků do buněk hostitele. Protiinfekční mechanismy hostitelských buněk a obrana intracelulárních parazitů proti nim. Intracelulární Kinetoplastida: Interakce s hostitelskými buňkami při infekci Trypanosoma cruzi. Leishmania jako intracelulární parazit profesionálních fagocytů. Nejdůležitější molekuly leishmanií uplatňující se v interakcích s hostitelem. (P. Doležal)

8. Intracelulární infekce II. Interakce vybraných zástupců kmene Apicomplexa s hostitelskými buňkami (Toxoplasma, Theileria,Plasmodium). Indukovaná endocytóza původců malárie erytrocyty a molekuly významné pro tento proces. Manipulace infikovaných erytrocytů parazity. Mechanismy patogenního účinku Plasmodium falciparum. (P. Doležal)

9. Průnik helmintů do hostitele. Rozpoznávací mechanismy, chemoorientace volně žijících larev. Mechanismy průniku: lektiny, peptidázy a další enzymy. Orientace v těle hostitele (L. Mikeš)

10. Únikové strategie helmintů v obratlovcích i bezobratlých. Maskování, molekulární mimikry, interakce larválních stádií s imunitním systémem bezobratlých. (L. Mikeš)

11.Ontogenetické regulace u parazitických helmintů. Ontogenetické zvraty, signalizace a molekulární mechanismy vnitrodruhové a mezidruhové kompetice. (L. Mikeš).

12 . Hormonální interakce mezi helmintem a hostitelem. Hormonální interakce parazitů s obratlovci i bezobratlými a jejich neurofyziologické a imunologické důsledky. (L. Mikeš)

13. Intracelulární parazitismus u helmintů. Fytonematodi, entomopatogenní nematodi, Adenophorea Trichuris. Trichinella - modifikace svalových vláken. (L. Mikeš)

14. Boj proti helmintózám. Vývoj a mechanismy účinku vakcin a anthelmintik. Boj proti vektorům a mezihostitelům. (L. Mikeš)

Last update: Kulíková Helena, RNDr. (27.03.2019)