Parazity malárie napádajú imunitný systém rozkladom kľúčových génov

Parazity malárie napádajú imunitný systém rozkladom kľúčových génov

Vedci z Weill Cornell Medicine zistili, ako sa parazit, ktorý spôsobuje maláriu pri prenose uštipnutím komárom, môže skrývať pred imunitným systémom tela, niekedy aj roky. Ukázalo sa, že parazit Plasmodium falciparum dokáže vypnúť kľúčovú sadu génov a urobiť sa „imunologicky neviditeľným“.

"Toto zistenie poskytuje ďalší kúsok skladačky o tom, prečo bolo také ťažké vykoreniť maláriu," povedala doktorka Francesca Florini, výskumná pracovníčka v oblasti mikrobiológie a imunológie z Weill Cornell Medicine, ktorá viedla štúdiu. Maláriou sa ročne nakazí 300 až 500 miliónov ľudí, čo má za následok takmer 600 000 úmrtí na celom svete.

Predklinické výsledky publikované 16. mája v Nature Microbiology ukazujú, že v regiónoch, kde je malária endemická, majú asymptomatickí dospelí pravdepodobne nezistiteľné parazity, ktoré môžu komáre zachytiť a preniesť na ďalšiu osobu, ktorú uhryznú.

Súčasné kampane na kontrolu malárie sa zameriavajú na liečbu ľudí, zvyčajne detí, ktorí vykazujú symptómy. Tieto výsledky naznačujú, že musíme zvážiť asymptomatických dospelých, ktorí môžu potenciálne prenášať prenosné parazity - čo znamená, že odstránenie malárie z geografickej oblasti bude komplikovanejšie, ako sa očakávalo. “

Dr. Kirk Deitsch, profesor mikrobiológie a imunológie na Weill Cornell Medicine, hlavný autor článku

Vyhýbanie sa eliminácii

Keď sa parazit dostane do ľudského tela, dostane sa do červených krviniek, aby sa replikoval – musí sa však vyhnúť upozorneniu imunitného systému alebo jeho odstráneniu slezinou, ktorá odfiltruje chybné krvinky. Jeho riešenie, ako uniknúť týmto potenciálnym nebezpečenstvám, závisí od súboru asi 60 génov nazývaných var. Každý gén Var kóduje proteín, ktorý sa môže pripojiť k povrchu červených krviniek.

Keď parazit zapne jeden z týchto génov VAR, vyčnievajúci proteín umožní červeným krvinkám priľnúť k stene krvných ciev a umožní bunke – a jej rezidentným parazitom – vyhnúť sa výletu do sleziny. Jediným problémom tejto stratégie je, že imunitný systém dokáže produkovať protilátky, ktoré rozpoznajú lepkavú bielkovinu približne do týždňa. Aby sa obišiel tento imunitný protiútok, parazit vylúči tento gén var a exprimuje iný zo svojej zbierky, čím sa zabráni detekcii a predĺženiu infekcie.

"Parazitom bolo, že parazit má prísny, vzájomne sa vylučujúci mechanizmus expresie, čo znamená, že vždy exprimuje jeden a len jeden gén Var," povedal Dr. German. Čo sa však stane, keď parazit prejde celým súborom? Reaktivácia predtým použitého by spustila rýchlu imunizáciu. Chronická infekcia malárie však môže pretrvávať desaťročie alebo dlhšie.

Na vyriešenie tejto záhady Dr Florini a postgraduálny študent Joseph Visone použili technológie jednobunkového sekvenovania na posúdenie toho, ako jednotlivé parazity zvládajú expresiu génu Var. Zistili, že zatiaľ čo mnohí zapínajú naraz iba jeden gén var, niektorí zapínajú dva alebo tri, zatiaľ čo iní nevyjadrujú vôbec žiadny.

Zavrieť, skryť

Parazity, ktoré exprimovali niekoľko génov VAR, boli pravdepodobne chytené pri prepínaní medzi jedným a druhým. "Existuje prechodná fáza, v ktorej sú zapnuté oba gény a náhodou zachytíme moment prepnutia," vysvetlil Dr. German.

Ale kradmí paraziti, ktorí vypli všetky svoje gény VAR, boli prekvapením. „Tento ‚nulový stav‘, v ktorom parazity majú malú alebo žiadnu expresiu génu VAR, by nebolo možné identifikovať pomocou populačných testov,“ povedal Dr Florini. "Zdôrazňuje to nový aspekt toho, ako sa malária vyhýba detekcii naším imunitným systémom."

Bez expresie génu Var však parazity tiež strácajú schopnosť priľnúť k stenám krvných ciev. Ako sa teda vyhnúť filtračnému systému sleziny? "Máme podozrenie, že sa ukrývajú v kostnej dreni alebo v expandovateľnom vrecku necirkulujúcich červených krviniek nahromadených v strede sleziny," povedal doktor German. "Ak tam červená krvinka môže sedieť 24 hodín, je to dosť dlho na to, aby parazit dokončil svoj životný cyklus."

Dr. Deitsch plánuje uskutočniť terénny výskum v západnej Afrike s cieľom nájsť tieto skryté anatomické rezervoáre. Zistili – a učenie sa, ako parazity malárie využívajú tento novoobjavený mechanizmus úniku – by mohli poskytnúť nové stratégie na liečbu problému chronických infekcií malárie.

Túto prácu podporili National Institutes of Health (AI 52390, AI 99327 a F31 Preddoctoral Fellowship F31AI164897), švajčiarsky NSF (Early Postdoc. Mobility Grant P2bep3_191777) a William Randolph Hearst Foundation F31AI1648).

Zdroje: