МАЛАРІЯ Як паразит синхронізує свій цикл із циклом журналу здоров’я господаря
Малярія - це інфекція, яка виникає і розвивається в певних повторюваних циклах у людей. До цього дослідження було невідомо, чи ці цикли в стадії крові хвороби слідують за внутрішніми годинниками в організмі людини чи властиві самому паразиту. Ця група вчених з Флориди щойно визначила джерело ритмічного життєвого циклу паразита і документує це відкриття в престижному журналі Science. Відкриття цього ритмічного осцилятора, властивого паразиту, спонукає нас дослідити його генетичні компоненти, які можуть виявитись перспективними мішенями для блокування реплікації.
В умовах нинішньої епідемії COVID-19 ми іноді забуваємо про ці переносні хвороби, такі як малярія, яка щороку вбиває стільки ж людей. Таким чином, паразит вражає 3,3 мільярда людей щороку в 97 країнах ризику, спричиняючи близько 228 мільйонів випадків малярії та 405 000 смертей.
Перебіг захворювання у людини дотримується майже приуроченого режиму
У людини малярію викликає паразит роду плазмодій, що передається самками комарів Anopheles, які кусають переважно між сутінками та світанком. На початку зараження в організмі людини-паразита через кров рухається до печінки, розмножується в клітині печінки і, виділившись у кров, потрапляє в еритроцити. Це так звана «кров’яна» стадія зараження. Послідовні «розплоди» розвиваються всередині еритроцитів (зорових) і руйнують їх, вивільняючи дочірніх паразитів, мерозоїтів, які продовжують цикл, вторгуючись в інші еритроцити. Саме на цій стадії крові розвиваються симптоми захворювання.
Інфікування у людей відбувається за точними циклами: у пацієнтів, заражених найсмертоноснішими видами, Plasmodium falciparum (або P falciparum) спостерігаються цикли лихоманки, які збігаються зі стадією зараження в крові, протягом якої паразит розмножується в еритроцитах. Ця стадія крові слідує за 48-годинним циклом розвитку, який завершується синхронним вивільненням паразитів з еритроцитів, що запускає ці 48-годинні цикли лихоманки у господаря. Плазмодієві інфекції у людей повторюють цей цикл кожні 24, 48 або 72 години (залежно від виду), що свідчить про те, що цикли можуть бути спричинені циркадним циклом у хазяїна або властивим паразиту.
Циркадний цикл у хазяїна або у паразита ? Вчені довгий час вважали, що паразити мають свої внутрішні годинники, але походження цього циклічного та ритмічного механізму зараження плазмодієм у людини залишається загадкою до цього дослідження. Команда професора Френсіса Мотти (зображення напроти) з Флоридського Атлантичного університету зараз надає докази власного осцилятора паразита, який регулює ці цикли під час стадії крові плазмодієвої інфекції. Результати дослідження, які щойно були опубліковані в Science, дозволяють припустити, що паразити розробили механізми, щоб точно підтримувати періодичність.
Дослідження проводяться in vitro на культурах P. falciparum. Використовуючи найсучасніші методи (транскриптоміку та мікроскопію часових рядів високої щільності), вчені змогли порівняти кілька ключових молекулярних характеристик цих циклів. Дослідники виявили на 4 різних штамах паразита, що він має циркадний осцилятор, який регулює його життєвий цикл.
Плазмодій - не єдиний паразит із добре розвинутим життєвим циклом. Хоча фізіологія тварин (або господаря) в основному контролюється циркадним ритмом, дослідники пишуть, "що має сенс, що патогени еволюціонували, щоб скористатися цією 24-годинною періодичністю господаря, і що цілком імовірно, що ця періодична поведінка є у багатьох патогенних мікроорганізмах ”.
Який натяк ? Крім кращого розуміння еволюції паразита відповідно до його господарів, краще розуміння механізмів, що лежать в основі циркадного регулювання цих взаємодій, дозволить розробляти нові стратегії для кращого контролю паразитарних інфекцій, які вражають сотні мільйонів людей навколо світ. Виявивши генетичні компоненти, які беруть участь у ритмічному осциляторі цього паразита, вчені знайдуть нові мішені, щоб заблокувати реплікацію паразита.