Malaaria parasiidid kaaperdavad immuunsüsteemi, purustades võtmegeenid

Malaaria parasiidid kaaperdavad immuunsüsteemi, purustades võtmegeenid

Weill Cornell Medicine'i teadlased on avastanud, kuidas sääsehammustuse kaudu leviv malaariat põhjustav parasiit võib end keha immuunsüsteemi eest varjuda, mõnikord aastaid. Selgub, et parasiit Plasmodium falciparum võib peamise geenikomplekti välja lülitada ja muuta end "immunoloogiliselt nähtamatuks".

"See leid annab veel ühe pusletüki selle kohta, miks malaariat on olnud nii raske välja juurida," ütles uuringu üks juhtinud Weill Cornell Medicine'i mikrobioloogia ja immunoloogia teadur dr Francesca Florini. Malaaria nakatab igal aastal 300–500 miljonit inimest, mille tagajärjel sureb maailmas peaaegu 600 000 inimest.

16. mail ajakirjas Nature Microbiology avaldatud prekliinilised tulemused näitavad, et piirkondades, kus malaaria on endeemiline, on asümptomaatilisel täiskasvanul tõenäoliselt tuvastamatud parasiidid, mida sääsed võivad üles korjata ja järgmisele hammustatud inimesele edasi anda.

Praegused malaariatõrjekampaaniad keskenduvad sümptomitega inimeste, tavaliselt laste, ravile. Need tulemused viitavad sellele, et peame arvestama asümptomaatiliste täiskasvanutega, kes võivad potentsiaalselt kanda edasikanduvaid parasiite – see tähendab, et malaaria kõrvaldamine geograafilisest piirkonnast on oodatust keerulisem. “

Dr Kirk Deitsch, Weill Cornell Medicine'i mikrobioloogia ja immunoloogia professor, töö vanemautor

Eliminatsiooni vältimine

Inimkehasse sattudes siseneb parasiit punastesse verelibledesse, et paljuneda – kuid see peab vältima immuunsüsteemi hoiatamist või põrna poolt eemaldamist, mis filtreerib välja defektsed vererakud. Selle lahendus nendest potentsiaalsetest ohtudest pääsemiseks sõltub umbes 60 geeni komplektist, mida nimetatakse var. Iga Var geen kodeerib valku, mis võib kinnituda punaste vereliblede pinnale.

Kui parasiit lülitab sisse ühe neist VAR-geenidest, võimaldab väljaulatuv valk erütrotsüütidel kleepuda veresoone seina külge ja võimaldab rakul – ja selles elavatel parasiitidel – vältida põrnasse sattumist. Selle strateegia ainus probleem on see, et immuunsüsteem suudab umbes nädala jooksul toota antikehi, mis tunnevad kleepuva valgu ära. Immuunsuse vasturünnakust kõrvalehoidmiseks välistab parasiit selle var-geeni ja ekspresseerib oma kollektsioonist teist, vältides sellega nakkuse avastamist ja pikendamist.

"Paradigma seisnes selles, et parasiidil on range, üksteist välistav ekspressioonimehhanism, mis tähendab, et see ekspresseerib alati ühte ja ainult ühte Var geeni korraga," ütles dr German. Aga mis juhtub pärast seda, kui parasiit on kogu komplekti läbinud? Varem kasutatud taasaktiveerimine käivitaks kiire immuniseerimise. Krooniline malaariainfektsioon võib aga püsida kümne aasta või kauemgi.

Selle mõistatuse lahendamiseks kasutasid dr Florini ja kraadiõppur Joseph Visone üherakulisi sekveneerimistehnoloogiaid, et hinnata, kuidas üksikud parasiidid juhivad Var geeni ekspressiooni. Nad leidsid, et kuigi paljud lülitavad korraga sisse ainult ühe var-geeni, siis mõned lülitavad sisse kaks või kolm, teised aga ei avalda üldse ühtegi.

Sulgege, peidake

Mõnda VAR-geeni ekspresseerinud parasiidid tabati tõenäoliselt ühelt teisele vahetamisel. "Seal on mööduv faas, kus mõlemad geenid on sisse lülitatud, ja me jäädvustame lülitumise hetke," selgitas dr German.

Kuid vargsi parasiidid, kes sulgesid kõik oma VAR-geenid, olid üllatus. "Seda "nullseisundit", kus parasiitidel on VAR geeni ekspressioon vähene või puudub üldse, oleks populatsioonipõhiste testide abil võimatu tuvastada," ütles dr Florini. "See tõstab esile uue aspekti, kuidas malaaria meie immuunsüsteemi poolt tuvastamisest kõrvale hiilib."

Kuid ilma Var geeni ekspressioonita kaotavad parasiidid ka võime klammerduda veresoonte seinte külge. Niisiis, kuidas nad põrna filtreerimissüsteemi vältida? "Me kahtlustame, et nad peidavad end luuüdis või põrna keskele koondunud mittetsirkuleerivate punaste vereliblede laiendatavas taskus," ütles dr German. "Kui punased rakud võivad seal istuda 24 tundi, on see piisavalt pikk, et parasiit saaks oma elutsükli lõpule viia."

Dr Deitsch kavatseb teha Lääne-Aafrikas väliuuringuid, et leida need peidetud anatoomilised reservuaarid. Nad leiavad – ja õppimine, kuidas malaariaparasiidid seda äsja avastatud põgenemismehhanismi ära kasutavad – võib pakkuda uusi strateegiaid krooniliste malaariainfektsioonide probleemi lahendamiseks.

Seda tööd toetasid riiklikud tervishoiuinstituudid (AI 52390, AI 99327 ja F31 eeldoktorantide stipendium F31AI164897), Šveitsi NSF (varajane postdoktori mobiilsuse toetus P2bep3_191777) ja William Randolph Hearsti fond F397164.

Allikad: