Індукція апоптозу у паразитів малярії - Інститут харчових наук
Протягом останніх кількох років стало можливим показати викликані стресом апоптотичні та пов’язані з апоптозом процеси в одноклітинних організмах, включаючи таких паразитів, як плазмодій та лейшманія. Фальципарум плазмодію як причина тропічної малярії відповідає за смерть 800 000 людей щороку і представляє надзвичайно цікаву мішень у сучасних дослідженнях апоптозу. Передбачається, що паразит регулює свою щільність клітин в крові людини за допомогою апоптотичних процесів. Тому детальне розуміння шляхів передачі апоптотичного сигналу у паразита та їх індукція зовнішніми імпульсами є перспективним підходом до контрольованої індукції клітинної загибелі. Заплановані дослідження ще більше покращать наші знання про взаємодію паразита-господаря та еволюцію апоптотичних каскадів.
Науковою метою нашої групи є окислювально-відновний та енергетичний обмін паразитів малярії та їх клітин-господарів, для чого ми використовуємо методи молекулярної біології, біохімії білка та (на основі структури) розробки лікарських засобів. Протягом останніх кількох років ми досліджували апоптотичні маркери стадій мерозоїту P. falciparum in vitro. Оскільки плазмодій є внутрішньоклітинним паразитом, цей підхід є методологічно складним. Ми визначили H2O2, речовини, спричинені апоптозом людини, та різні речовини з антималярійними ефектами як зовнішні причини. Паралельно ми виявили потенційні гени, пов'язані з апоптозом, включаючи метакаспазу з P. falciparum in silico. Ці гени були частково клоновані та надмірно виражені. Апоптоз у паразитів малярії навряд чи був охарактеризований, але він значно відрізняється від відповідних процесів в організмі людини. Для того, щоб розширити наші знання про індуковану загибель клітин в одноклітинних організмах та оцінити його потенціал як ціль для фармакологічних втручань, ми хотіли б далі розвивати цей проект.
Запрограмована загибель клітин (PCD), ймовірно, еволюціонувала не тільки для регулювання росту та збору в багатоклітинних організмах, але також відіграє функціональну роль у біології одноклітинних організмів. У паразитичних найпростіших повідомлялося про деякі властивості PCD, подібні до властивостей багатоклітинних організмів. Однак вони ще не вивчені в достатній мірі, щоб зрозуміти відповідні шляхи PCD та визначити внутрішні та зовнішні фактори контролю PCD. Це розуміння могло б окреслити еволюційне походження PCD та надати інформацію про патогенез відповідних захворювань та про потенційну цільову розробку ліків.
Незважаючи на відсутність у геномі паразита генів, гомологічних класичним каспазам, виявлено, що подібна до каспази активність у цитоплазмі оокінетів та оксиду азоту відіграє важливу роль у індукції PCD. Апоптоз можна продемонструвати як критерій вибору у фазах комарів плазмодію бергей, оскільки апоптотичні маркери, конденсат хроматину, екстерналізація фосфатидилсерину та фрагментація ДНК були виявлені як реакція на стрес, викликаний в середній кишці Анофелеса. Апоптоз все ще може інгібуватися інгібіторами людської каспази. Цікаво, що у чутливому до хлорохіну штамі P. falciparum у відповідь на лікування хлорохіном спостерігалася сильніша фрагментація ДНК, ніж у стійкого штаму. Це було першим свідченням того, що може існувати зв'язок між апоптозом та механізмами опору.
Хороша модель для успішного дослідження апоптозу одноклітинних паразитів була представлена республікою на Лейшманії. У Лейшманії апоптоз може бути викликаний у відповідь на окислювальний стрес у вигляді H2O2 або оксиду азоту. Як і у вищих еукаріотів, може бути показана проникнення мітохондріальної мембрани та активація цистеїнових протеаз. Шляхи передачі сигналу в апоптотичних процесах одноклітинних паразитів суттєво відрізняються від апоптотичних каскадів людини і тому є дуже перспективними потенційними мішенями для антипаразитарних втручань.