Когда самка комара Anopheles (на фото выше) кусает человека, больного малярией, она проглатывает паразита плазмодия вместе с кровью. Зараженный комар может затем передать паразита другим особям, которых он кусает.
Исследователи из медицинского центра Weill Cornell Medicine обнаружили, как паразит, вызывающий малярию при передаче через укус комара, может скрываться от иммунной системы организма, иногда в течение многих лет. Оказывается, паразит Plasmodium falciparum может отключать ключевой набор генов, делая себя “иммунологически невидимым”.
“Это открытие является еще одним фрагментом головоломки о том, почему малярию было так трудно искоренить”, — сказала доктор Франческа Флорини, научный сотрудник в области микробиологии и иммунологии в Weill Cornell Medicine, которая руководила исследованием. Ежегодно малярией заражаются 300-500 миллионов человек, что приводит к почти 600 000 смертям во всем мире.
Доклинические результаты, показывают, что в регионах, где малярия является эндемичной, бессимптомные взрослые, вероятно, являются носителями необнаруживаемых паразитов, которых комары могут подхватить и передать следующему человеку, которого они укусят.
“Текущие кампании по борьбе с малярией направлены на лечение людей, как правило, детей, у которых проявляются симптомы”, — сказал доктор Кирк Дейч, профессор микробиологии и иммунологии медицинского факультета Weill Cornell Medicine, старший автор статьи. “Эти данные свидетельствуют о том, что нам необходимо учитывать бессимптомных взрослых, которые могут быть переносчиками потенциально передающихся паразитов, а это означает, что ликвидация малярии в любом географическом регионе будет более сложной задачей, чем ожидалось”.
Предотвращение элиминации.
Попав в организм человека, паразит проникает в красные кровяные тельца для размножения, но он не должен вызывать тревоги иммунной системы или быть удален селезенкой, которая отфильтровывает дефектные клетки крови. Решение этой проблемы зависит от набора из примерно 60 генов, называемых var; каждый ген var кодирует белок, который может проникать на поверхность красных кровяных телец.
Когда паразит включает один из этих генов var, выступающий белок заставляет эритроцит прилипать к стенке кровеносного сосуда, позволяя клетке — и паразитам, живущим в ней, — избежать попадания в селезенку. Единственная проблема, связанная с этой стратегией, заключается в том, что примерно через неделю иммунная система может выработать антитела, которые распознают адгезивный белок. Чтобы обойти эту иммунную контратаку, паразит отключает ген var и экспрессирует другой ген из своей коллекции, тем самым избегая обнаружения и продлевая инфекцию.
“Парадигма заключалась в том, что паразит обладает строгим, взаимоисключающим механизмом экспрессии, что означает, что он всегда экспрессирует один — и только один — ген var одновременно”, — сказал доктор Дейч. Но что происходит после того, как паразит проходит через весь набор генов? Повторная активация того, что они использовали ранее, приведет к быстрому уничтожению иммунитета. Тем не менее, хроническая малярийная инфекция может сохраняться в течение десятилетия и более.
Чтобы разгадать эту загадку, доктор Флорини и аспирант Джозеф Визоне использовали технологии секвенирования отдельных клеток, чтобы оценить, как отдельные паразиты управляют экспрессией гена var. Они обнаружили, что, хотя многие из них активируют только один ген var одновременно, некоторые включают два или три, в то время как другие не экспрессируют ни один из них вообще.
Отключение, скрытие.
Паразиты, экспрессирующие пару генов var, вероятно, были пойманы в процессе переключения между одним и другим. “Существует переходная стадия, когда оба гена включены, и мы случайно улавливаем момент переключения”, — объяснил доктор Дейч.
Но появление скрытных паразитов, которые отключили все свои гены var, стало неожиданностью. “Это ”нулевое состояние», при котором у паразитов практически отсутствует экспрессия гена var, было бы невозможно идентифицировать с помощью популяционных анализов», — сказал доктор Флорини. “Это подчеркивает новый аспект того, как малярия ускользает от распознавания нашей иммунной системой”.
Однако без экспрессии гена var паразиты также теряют способность цепляться за стенки кровеносных сосудов, так как же они избегают системы фильтрации селезенки? “Мы подозреваем, что они прячутся в костном мозге или в расширяющемся кармане из не циркулирующих эритроцитов, который скапливается в центре селезенки”, — сказал доктор Дейч. “Если эритроцитная клетка может находиться там в течение 24 часов, этого времени паразиту достаточно, чтобы завершить свой жизненный цикл”.
Доктор Дейч планирует провести полевые исследования в Западной Африке, чтобы обнаружить эти скрытые анатомические резервуары. Их обнаружение и изучение того, как малярийные паразиты используют этот недавно открытый механизм, позволяющий избежать элиминации, может обеспечить новые стратегии для решения проблемы хронических малярийных инфекций.
Если Вам понравилась статья, просим поставить лайк и подписаться. Еще больше интересных и полезных статей вы можете прочитать - в нашем канале в Телеграм, и на сайте издательства "МЕДИК" medik.press. Будьте здоровы!
Источник: Weill Cornell Medicine