Paraziti malarije otimaju imunološki sustav razlažući ključne gene

Paraziti malarije otimaju imunološki sustav razlažući ključne gene

Istraživači s Weill Cornell Medicine otkrili su kako se parazit koji uzrokuje malariju kada se prenosi ubodom komarca može skrivati ​​od imunološkog sustava tijela, ponekad godinama. Ispostavilo se da parazit, Plasmodium falciparum, može isključiti ključni set gena i učiniti se "imunološki nevidljivim".

"Ovo otkriće pruža još jedan dio slagalice o tome zašto je malariju bilo tako teško iskorijeniti", rekla je dr. Francesca Florini, istraživačica mikrobiologije i imunologije na Weill Cornell Medicine, koja je suvodila studiju. Malarija zarazi 300-500 milijuna ljudi godišnje, što rezultira s gotovo 600 000 smrti diljem svijeta.

Pretklinički rezultati, objavljeni 16. svibnja u časopisu Nature Microbiology, pokazuju da u regijama gdje je malarija endemska, asimptomatske odrasle osobe vjerojatno imaju nemjerljive parazite koje komarci mogu pokupiti i prenijeti sljedećoj osobi koju ugrizu.

Sadašnje kampanje za kontrolu malarije usmjerene su na liječenje ljudi, obično djece, koji pokazuju simptome. Ovi rezultati sugeriraju da moramo uzeti u obzir asimptomatske odrasle osobe koje potencijalno mogu nositi prenosive parazite – što znači da će uklanjanje malarije iz zemljopisne regije biti kompliciranije od očekivanog. “

Dr. Kirk Deitsch, profesor mikrobiologije i imunologije na Weill Cornell Medicine, stariji autor rada

Izbjegavanje eliminacije

Jednom kada uđe u ljudsko tijelo, parazit ulazi u crvena krvna zrnca kako bi se replicirao - ali mora izbjeći alarmiranje imunološkog sustava ili uklanjanje od strane slezene, koja filtrira neispravne krvne stanice. Njegovo rješenje za bijeg od ovih potencijalnih opasnosti ovisi o skupu od oko 60 gena koji se nazivaju var. Svaki Var gen kodira protein koji se može pričvrstiti na površinu crvenih krvnih stanica.

Kada parazit uključi jedan od ovih VAR gena, izbočeni protein omogućuje crvenim krvnim stanicama da se zalijepe za stijenku krvne žile i omogućuje stanici – i njenim rezidentnim parazitima – da izbjegnu putovanje u slezenu. Jedini problem s ovom strategijom je taj što imunološki sustav može proizvesti antitijela koja prepoznaju ljepljivi protein unutar otprilike tjedan dana. Kako bi zaobišao ovaj imunološki protunapad, parazit isključuje ovaj var gen i eksprimira drugi iz svoje zbirke, čime izbjegava otkrivanje i produljenje infekcije.

"Paradigma je bila da parazit ima striktan, međusobno isključiv mehanizam ekspresije, što znači da uvijek izražava jedan i samo jedan Var gen u isto vrijeme", rekao je dr. German. Ali što se događa nakon što parazit prođe kroz cijeli set? Ponovno aktiviranje prethodno korištenog potaknulo bi brzu imunizaciju. Međutim, kronična infekcija malarijom može trajati desetljeće ili dulje.

Kako bi riješili ovaj misterij, dr. Florini i diplomirani student Joseph Visone upotrijebili su tehnologije jednostaničnog sekvenciranja kako bi procijenili kako pojedinačni paraziti upravljaju ekspresijom Var gena. Otkrili su da dok mnogi uključuju samo jedan var gen odjednom, neki uključuju dva ili tri, dok drugi ne izražavaju niti jedan.

Zatvori, sakrij se

Paraziti koji su eksprimirali nekoliko VAR gena vjerojatno su uhvaćeni u činu prebacivanja između jednog i drugog. "Postoji prolazna faza u kojoj su oba gena uključena, a mi uhvatimo trenutak prebacivanja", objasnio je dr. German.

Ali tajni paraziti koji su isključili sve svoje VAR gene bili su iznenađenje. "Ovo 'nulto stanje', u kojem paraziti imaju malo ili nimalo ekspresije VAR gena, bilo bi nemoguće identificirati korištenjem testova temeljenih na populaciji", rekao je dr. Florini. "Naglašava novi aspekt načina na koji malariju izbjegava otkriti naš imunološki sustav."

Međutim, bez ekspresije gena Var, paraziti također gube sposobnost prianjanja na stijenke krvnih žila. Kako onda izbjegavaju sustav filtracije slezene? "Sumnjamo da se skrivaju u koštanoj srži ili u proširivom džepu necirkulirajućih crvenih krvnih zrnaca nakupljenih u sredini slezene", rekao je dr. German. "Ako crvena krvna zrnca mogu tamo stajati 24 sata, to je dovoljno dugo da parazit završi svoj životni ciklus."

Dr. Deitsch planira provesti terensko istraživanje u zapadnoj Africi kako bi locirao te skrivene anatomske rezervoare. Otkrili su - i saznali kako paraziti malarije iskorištavaju ovaj novootkriveni mehanizam izlučivanja - bi mogli pružiti nove strategije za liječenje problema kroničnih infekcija malarije.

Ovaj rad podržali su Nacionalni instituti za zdravlje (AI 52390, AI 99327 i preddoktorska stipendija F31 F31AI164897), švicarski NSF (Early Postdoc. Mobility Grant P2bep3_191777) i Zaklada William Randolph Hearst F31AI164897).

Izvori: