تقوم طفيليات الملاريا باختطاف جهاز المناعة عن طريق تحطيم الجينات الرئيسية

تقوم طفيليات الملاريا باختطاف جهاز المناعة عن طريق تحطيم الجينات الرئيسية

اكتشف باحثون في كلية طب وايل كورنيل كيف يمكن للطفيلي الذي يسبب مرض الملاريا عندما ينتقل عن طريق لدغة البعوض أن يختبئ من جهاز المناعة في الجسم، لسنوات في بعض الأحيان. لقد اتضح أن الطفيلي، Plasmodium falciparum، يمكنه إيقاف مجموعة رئيسية من الجينات ويجعل نفسه "غير مرئي من الناحية المناعية".

وقالت الدكتورة فرانشيسكا فلوريني، زميلة البحث في علم الأحياء الدقيقة والمناعة في كلية طب وايل كورنيل، والتي شاركت في قيادة الدراسة: "إن هذا الاكتشاف يوفر قطعة أخرى من اللغز حول سبب صعوبة القضاء على الملاريا". تصيب الملاريا ما بين 300 إلى 500 مليون شخص سنويا، وتؤدي إلى وفاة ما يقرب من 600 ألف شخص في جميع أنحاء العالم.

تظهر النتائج قبل السريرية، التي نُشرت في 16 مايو في مجلة Nature Microbiology، أنه في المناطق التي تتوطن فيها الملاريا، من المحتمل أن يكون لدى البالغين الذين لا تظهر عليهم أعراض طفيليات غير قابلة للاكتشاف يمكن للبعوض أن يلتقطها وينقلها إلى الشخص التالي الذي يعضه.

تركز حملات مكافحة الملاريا الحالية على علاج الأشخاص، وعادة الأطفال، الذين تظهر عليهم الأعراض. وتشير هذه النتائج إلى أننا بحاجة إلى النظر في البالغين الذين لا تظهر عليهم أعراض والذين من المحتمل أن يحملوا طفيليات معدية - وهذا يعني أن القضاء على الملاريا من منطقة جغرافية سيكون أكثر تعقيدا من المتوقع. "

الدكتور كيرك ديتش، أستاذ علم الأحياء الدقيقة والمناعة في كلية طب وايل كورنيل، المؤلف الرئيسي للدراسة

تجنب القضاء

وبمجرد دخول الطفيلي إلى جسم الإنسان، يدخل إلى خلايا الدم الحمراء للتكاثر، ولكن يجب عليه تجنب تنبيه الجهاز المناعي أو إزالته عن طريق الطحال، الذي يقوم بتصفية خلايا الدم المعيبة. يعتمد حلها للهروب من هذه المخاطر المحتملة على مجموعة مكونة من حوالي 60 جينًا تسمى var. يقوم كل جين Var بتشفير بروتين يمكن أن يلتصق بسطح خلايا الدم الحمراء.

عندما يقوم الطفيل بتشغيل أحد جينات VAR هذه، يسمح البروتين البارز للخلية الحمراء بالالتصاق بجدار الأوعية الدموية ويسمح للخلية – والطفيليات المقيمة بها – بتجنب الرحلة إلى الطحال. المشكلة الوحيدة في هذه الاستراتيجية هي أن الجهاز المناعي يمكنه إنتاج أجسام مضادة تتعرف على البروتين اللزج في غضون أسبوع تقريبًا. للتحايل على هذا الهجوم المناعي المضاد، يستبعد الطفيل جين var هذا ويفرز جينًا آخر من مجموعته، وبالتالي يتجنب اكتشاف العدوى وإطالة أمدها.

قال الدكتور جيرمان: "كان النموذج هو أن الطفيلي لديه آلية تعبير صارمة ومتبادلة، مما يعني أنه يعبر دائمًا عن جين فار واحد فقط في المرة الواحدة". ولكن ماذا يحدث بعد أن يمر الطفيلي عبر المجموعة بأكملها؟ إعادة تنشيط واحد تم استخدامه مسبقًا من شأنه أن يؤدي إلى التحصين السريع. ومع ذلك، يمكن أن تستمر عدوى الملاريا المزمنة لمدة عقد أو أكثر.

لحل هذا اللغز، استخدم الدكتور فلوريني وطالب الدراسات العليا جوزيف فيزون تقنيات تسلسل الخلية الواحدة لتقييم كيفية إدارة الطفيليات الفردية للتعبير الجيني Var. ووجدوا أنه في حين أن العديد منهم يقوم بتشغيل جين var واحد فقط في المرة الواحدة، فإن البعض الآخر يقوم بتشغيل جينين أو ثلاثة، بينما لا يظهر البعض الآخر أي جين على الإطلاق.

إغلاق، إخفاء

من المحتمل أن الطفيليات التي عبرت عن عدد قليل من جينات VAR قد تم اكتشافها أثناء عملية التبديل بين واحدة وأخرى. وأوضح الدكتور جيرمان: "هناك مرحلة عابرة يتم فيها تشغيل كلا الجينين، ونحصل على لحظة التبديل".

لكن الطفيليات الخفية التي أغلقت جميع جينات VAR الخاصة بها كانت مفاجأة. قال الدكتور فلوريني: "هذه "الحالة الفارغة"، التي يكون فيها لدى الطفيليات تعبير جيني قليل أو معدوم لـ VAR، سيكون من المستحيل تحديدها باستخدام المقايسات القائمة على السكان". "إنه يسلط الضوء على جانب جديد لكيفية تجنب الملاريا اكتشافها بواسطة جهاز المناعة لدينا."

ومع ذلك، بدون التعبير الجيني Var، تفقد الطفيليات أيضًا القدرة على التشبث بجدران الأوعية الدموية. فكيف يتجنبون نظام ترشيح الطحال؟ قال الدكتور جيرمان: "نشتبه في أنها تختبئ في نخاع العظم أو في جيب قابل للتوسيع من الخلايا الحمراء غير المنتشرة والمتجمعة في منتصف الطحال". "إذا تمكنت الخلية الحمراء من البقاء هناك لمدة 24 ساعة، فهذه فترة كافية ليكمل الطفيلي دورة حياته."

يخطط الدكتور ديتش لإجراء بحث ميداني في غرب أفريقيا لتحديد موقع هذه الخزانات التشريحية المخفية. لقد وجدوا - وتعلموا كيف تستغل طفيليات الملاريا آلية إفراز الهروب المكتشفة حديثًا - يمكن أن يوفر استراتيجيات جديدة لعلاج مشكلة عدوى الملاريا المزمنة.

تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (AI 52390، AI 99327 وF31 Predoctoral Fellowship F31AI164897)، NSF السويسرية (أوائل ما بعد الدكتوراه. منحة التنقل P2bep3_191777) ومؤسسة ويليام راندولف هيرست F31AI164897).

مصادر: