Malaria -Parasit entweistt dem Immunsystem, indem sie Schlüsselgene abbauen

Forscher von Weill Cornell Medicine haben entdeckt, wie ein Parasiten, der Malaria verursacht, wenn er durch einen Mückenstich übertragen wird, manchmal jahrelang vor dem Immunsystem des Körpers verstecken kann. Es stellt sich heraus, dass der Parasit, Plasmodium falciparum, einen Schlüsselsatz von Genen abschalten kann und sich selbst „immunologisch unsichtbar“ machen kann.

„Dieser Befund liefert ein weiteres Puzzleteil, warum Malaria so schwer auszurotten war“, sagte Dr. Francesca Florini, wissenschaftlicher Mitarbeiter für Mikrobiologie und Immunologie bei Weill Cornell Medicine, die die Studie gemeinsam leitete. Malaria infiziert jährlich 300-500 Millionen Menschen, was weltweit zu fast 600.000 Todesfällen führt.

Die präklinischen Ergebnisse, die am 16. Mai in Nature Microbiology veröffentlicht wurden, zeigen, dass in Regionen, in denen Malaria endemisch ist, asymptomatische Erwachsene wahrscheinlich nicht nachweisbare Parasiten haben, die Mücken aufnehmen und auf die nächste Person übertragen können, die sie beißen.

Aktuelle Kampagnen zur Kontrolle von Malaria konzentrieren sich auf die Behandlung von Menschen, normalerweise Kindern, die Symptome aufweisen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass wir asymptomatische Erwachsene berücksichtigen müssen, die potenziell übertragbare Parasiten tragen können – was bedeutet, dass die Beseitigung von Malaria aus einer geografischen Region komplizierter sein wird als erwartet. „

Dr. Kirk Deitsch, Professor für Mikrobiologie und Immunologie bei Weill Cornell Medicine, der leitende Autor der Zeitung

Vermeidung der Beseitigung

Sobald der menschliche Körper im menschlichen Körper ist, tritt der Parasit in rote Blutkörperchen ein, um sich zu replizieren – aber es muss vermeiden, das Immunsystem aufmerksam zu machen oder von der Milz entfernt zu werden, die defekte Blutzellen herausfiltert. Seine Lösung für die Flucht dieser potenziellen Gefahren hängt von einer Suite von etwa 60 Genen bezeichnet, die als Var bezeichnet werden. Jedes Var -Gen codiert ein Protein, das sich auf die Oberfläche von roten Blutkörperchen einfügen kann.

Wenn der Parasit eines dieser VAR -Gene einschaltet, lässt das hervorstehende Protein die rote Zelle an der Blutgefäßwand haften und die Zelle – und ihre ansässigen Parasiten – eine Reise zur Milz vermeiden. Das einzige Problem mit dieser Strategie ist, dass das Immunsystem innerhalb von etwa einer Woche Antikörper produzieren kann, die das klebende Protein erkennen. Um diesen Immun -Gegenangriff umzugehen, schließt der Parasit dieses Var -Gen aus und drückt eine andere von seiner Sammlung aus, wodurch die Erkennung und Verlängerung der Infektion vermieden werden.

„Das Paradigma war, dass der Parasit einen strengen, sich gegenseitig ausschließenden Expressionsmechanismus hat, was bedeutet, dass er immer einen und nur ein Var -Gen nach dem anderen ausdrückt“, sagte Dr. Deitsch. Aber was passiert, nachdem der Parasit durch das gesamte Set gelaufen ist? Die Reaktivierung eines zuvor verwendeten würde eine schnelle Immunimination auslösen. Eine chronische Malaria -Infektion kann jedoch über ein Jahrzehnt oder länger bestehen.

Um dieses Rätsel zu lösen, verwendeten Dr. Florini und der Doktorand Joseph Visone Einzelzell-Sequenzierungstechnologien, um zu bewerten, wie einzelne Parasiten die Var-Genexpression verwalten. Sie stellten fest, dass viele zwar nur ein einzelnes Var -Gen gleichzeitig aktivieren, einige zwei oder drei einschalten, während andere überhaupt keine ausdrücken.

Schließen, sich verstecken

Die Parasiten, die ein paar VAR -Gene exprimierten, wurden wahrscheinlich im Akt des Wechsels zwischen einem und einem anderen gefangen. „Es gibt eine vorübergehende Phase, in der beide Gene eingeschaltet sind, und wir erfassen zufällig den Moment des Schalters“, erklärte Dr. Deitsch.

Aber die heimlichen Parasiten, die alle ihre VAR -Gene schlossen, waren eine Überraschung. „Dieser ‚Nullstaat‘, in dem Parasiten nur wenig oder gar keine VAR-Genexpression aufweisen, wäre unmöglich gewesen, mit populationsbasierten Assays zu identifizieren“, sagte Dr. Florini. „Es unterstreicht einen neuen Aspekt, wie Malaria der Erkenntnis durch unser Immunsystem entgeht.“

Ohne die Var -Genexpression verlieren die Parasiten jedoch auch die Fähigkeit, sich an Blutgefäßwänden festzuhalten. Wie vermeiden sie also das Filtrationssystem der Milz? „Wir vermuten, dass sie sich im Knochenmark oder in einer erweiterbaren Tasche nicht zirkulierender roter Zellen verstecken, die in der Mitte der Milz zusammengefasst“, sagte Dr. Deitsch. „Wenn eine rote Zelle 24 Stunden dort sitzen kann, ist das lang genug, bis der Parasit seinen Lebenszyklus abgeschlossen hat.“

Dr. Deitsch plant, in Westafrika Feldforschung durchzuführen, um diese versteckten anatomischen Stauseen zu lokalisieren. Sie finden – und zu lernen, wie Malaria -Parasiten diesen neu entdeckten Mechanismus zur Fluchtausscheidung ausnutzen -, könnte neue Strategien zur Behandlung des Problems chronischer Malaria -Infektionen liefern.

Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (AI 52390, AI 99327 und einem F31 Predoctoral Fellowship F31AI164897), dem Schweizer NSF (Early Postdoc. Mobility Grant P2bep3_191777) und der William Randolph Hearst Foundation F31AI164897) unterstützt.

Quellen: