Маларийните паразити отвличат имунната система, като разграждат ключови гени

Маларийните паразити отвличат имунната система, като разграждат ключови гени

Изследователи от Weill Cornell Medicine откриха как паразит, който причинява малария, когато се предава чрез ухапване от комар, може да се скрие от имунната система на тялото, понякога с години. Оказва се, че паразитът, Plasmodium falciparum, може да изключи ключов набор от гени и да стане „имунологично невидим“.

„Това откритие предоставя още една част от пъзела за това защо маларията е толкова трудна за изкореняване“, каза д-р Франческа Флорини, научен сътрудник по микробиология и имунология в Weill Cornell Medicine, който ръководи изследването. Маларията заразява 300-500 милиона души годишно, което води до почти 600 000 смъртни случая по света.

Предклиничните резултати, публикувани на 16 май в Nature Microbiology, показват, че в региони, където маларията е ендемична, асимптомните възрастни вероятно имат неоткриваеми паразити, които комарите могат да хванат и предадат на следващия човек, когото ухапят.

Настоящите кампании за контрол на маларията се фокусират върху лечението на хора, обикновено деца, които проявяват симптоми. Тези резултати предполагат, че трябва да вземем предвид асимптоматични възрастни, които потенциално могат да носят трансмисивни паразити – което означава, че елиминирането на малария от географски регион ще бъде по-сложно от очакваното. “

Д-р Кърк Дайч, професор по микробиология и имунология в Weill Cornell Medicine, главен автор на статията

Избягване на елиминиране

Веднъж попаднал в човешкото тяло, паразитът навлиза в червените кръвни клетки, за да се репликира - но трябва да избягва да предупреждава имунната система или да бъде отстранен от далака, който филтрира дефектните кръвни клетки. Неговото решение за избягване на тези потенциални опасности зависи от набор от около 60 гена, наречен var. Всеки Var ген кодира протеин, който може да се прикрепи към повърхността на червените кръвни клетки.

Когато паразитът включи един от тези VAR гени, изпъкналият протеин позволява на червените кръвни клетки да се залепят за стената на кръвоносния съд и позволява на клетката – и нейните резидентни паразити – да избегнат пътуване до далака. Единственият проблем с тази стратегия е, че имунната система може да произведе антитела, които разпознават лепкавия протеин в рамките на около седмица. За да заобиколи тази имунна контраатака, паразитът изключва този var ген и експресира друг от своята колекция, като по този начин избягва откриването и удължаването на инфекцията.

„Парадигмата беше, че паразитът има строг, взаимно изключващ се механизъм на експресия, което означава, че той винаги изразява един и само един Var ген в даден момент“, каза д-р Герман. Но какво се случва, след като паразитът премине през целия комплект? Повторното активиране на предишно използвано би предизвикало бърза имунимация. Хроничната маларийна инфекция обаче може да продължи десетилетие или повече.

За да разрешат тази мистерия, д-р Флорини и аспирантът Джоузеф Висоне използваха технологии за секвениране на една клетка, за да преценят как отделните паразити управляват експресията на Var ген. Те откриха, че докато много от тях включват само един var ген наведнъж, някои включват два или три, докато други не експресират изобщо.

Затвори, скрий се

Паразитите, които експресират няколко VAR гена, вероятно са били хванати в момента на превключване между един и друг. „Има преходна фаза, в която и двата гена са включени и ние улавяме момента на превключването“, обясни д-р Герман.

Но скритите паразити, изключващи всички техни VAR гени, бяха изненада. „Това „нулево състояние“, в което паразитите имат малко или никакво VAR генно изразяване, би било невъзможно да се идентифицира с помощта на популационни анализи“, каза д-р Флорини. „Това подчертава нов аспект на това как маларията избягва откриването от нашата имунна система.“

Въпреки това, без експресия на Var ген, паразитите също губят способността си да се придържат към стените на кръвоносните съдове. И така, как избягват системата за филтриране на далака? „Подозираме, че се крият в костния мозък или в разширяващ се джоб от нециркулиращи червени кръвни клетки, струпани в средата на далака“, каза д-р Герман. „Ако червените кръвни клетки могат да седят там 24 часа, това е достатъчно дълго, за да може паразитът да завърши жизнения си цикъл.“

Д-р Дайч планира да проведе полеви изследвания в Западна Африка, за да открие тези скрити анатомични резервоари. Те откриват - и научаването как маларийните паразити използват този новооткрит механизъм за отделяне на бягство - може да осигури нови стратегии за лечение на проблема с хроничните маларийни инфекции.

Тази работа беше подкрепена от Националните институти по здравеопазване (AI 52390, AI 99327 и F31 Predoctoral Fellowship F31AI164897), Swiss NSF (Early Postdoc. Mobility Grant P2bep3_191777) и фондация William Randolph Hearst F31AI164897).

източници: