Паразити малярії втрачають хватку - ліки; Харчування - FAZ
Яким чином збудникам малярії вдається атакувати еритроцити людини і тим самим спровокувати небезпечну інфекційну хворобу, поки що детально не з'ясовано. Точно проаналізувавши контактні структури між паразитом та його клітинами-господарями, американські вчені тепер трохи наблизились до розгадки загадки.
Сподіваємось, що їхні результати приведуть до нових способів боротьби з цією широко розповсюдженою хворобою, від якої щороку помирає близько двох мільйонів людей, переважно маленьких дітей. Коли комарі Anopheles передають людині найчастіший збудник малярії - Plasmodium falciparum - укусом, ці паразити спочатку потрапляють до печінки через кров. Хоча вони інтенсивно розмножуються в клітинах печінки, вони не представляють безпосередньої небезпеки для людини.
Якщо уражені еритроцити, це стає критичним
Навіть якщо упаковані клітини лопаються і виливають свій вантаж у кров, заражена людина не хворіє. Але як тільки плазмодії проникають в еритроцити, розмножуються в них і руйнують клітини, малярія приймає свій загрозливий курс. Характерними ознаками захворювання є циклічно повторювані напади лихоманки, сильна стомлюваність, анемія та інші симптоми.
Тільки зараження еритроцитами є вирішальним кроком, який веде до малярії. Тому не дивно, що за останні роки вчені зробили численні спроби запобігти проникненню плазмодіїв в еритроцити. Однак вони не отримали шаленого успіху. Швидше, виявилося, що патогени, яким було заблоковано доступ до клітин печінки або еритроцитів, наприклад, імунізацією, просто використовували інший шлях.
Молекулярна архітектура відкриває шлях для паразитів
Дослідники на чолі з Лемором Джошуа-Тором з лабораторії "Холодної весни" в штаті Нью-Йорк дослідили зараз точки контакту між паразитами та еритроцитами настільки детально, що найяскравіші атомні деталі виявилися. Вони сконцентрувались на структурі плазмодіїв, яка здатна налагодити контакт з найважливішим структурним елементом на оболонці еритроцитів. Білок, відомий як EBA-175, поєднується з білком мембрани еритроцитів, глікофорином А. Він забезпечений численними залишками цукру, які закінчуються нейраміновою кислотою.
Як пояснюють дослідники в журналі "Клітина" (т. 122, с. 183), контактна структура плазмодіїв працює у подвійній упаковці. Дві однакові структури як би потискують один одному руки і лише тоді формують молекулярну архітектуру, яка точно відповідає структурі еритроцитів у кількох областях і тим самим згладжує шлях паразиту до клітини-мішені. Очевидно, утворення пари, димеризація, відбувається до того моменту, коли білковий комплекс стикається з дуже специфічними структурами цукру з боку еритроцитів.
Збудники клітин печінки виживають лише короткий час
Зі своїх висновків дослідники роблять висновок, що проникнення збудника в еритроцити можна запобігти, порушуючи пару між паразитом і клітиною господаря з точною точністю. Якщо вони змінили структуру подвійної зграї паразита за допомогою мутації, він фактично вже не міг поєднуватися з еритроцитами. Цей результат наповнив вчених новим оптимізмом щодо того, що вони борються з малярією більш конкретно, ніж раніше. Тепер ви хочете шукати невеликі молекули, такі як пептиди або відповідні антитіла, які перешкоджають утворенню пар у контактній структурі паразита і блокують проникнення збудника в еритроцити.
Збудник малярії має багато варіантів контактної структури, яка зараз була ретельно вивчена вперше, але, схоже, усі вони мають, по суті, однакову архітектуру зв'язування і можуть бути заблоковані подібним чином. Навіть якщо не всім паразитам, що вивільняються з печінки, перешкоджати проникненню в червоні кров’яні клітини, ефект може бути значним, вважає Ендрю Уотерс з Лейденського університету („Клітина”, т. 122, с. 149). Оскільки форми збудника малярії, що виділяються клітинами печінки, виживають у крові лише короткий час. Якщо вони не знаходять свого нового місця проживання відразу, вони гинуть і більше не можуть викликати малярію.
Звернення до інших Структура контакту назад
Незважаючи на весь оптимізм, слід пам’ятати, що збудник малярії з його різноманітними стратегіями виживання все-таки може утримувати деякі сюрпризи. Мабуть, десятки різних поверхневих варіантів плазмодію мають однакову архітектуру зв'язування, завдяки якій зараз збудник хвороби міг би потрапити як на ахілесову п'яту. Але паразит також має інші типи контактних структур, через які він також може контрабандно потрапляти в еритроцити. Дослідження Джанін Стаббс з Інституту медичних досліджень Уолтера та Елізи Холл у Мельбурні в журналі "Science" (т. 309, с. 1384) показують, що Plasmodium falciparum може вибирати між різними контактними структурами.
Якщо паразити стикаються з еритроцитами, в яких залишки нейрамінової кислоти на рецепторах втрачені, вони використовують іншу контактну молекулу, білок PfRh4, замість білка EBA-175. За допомогою цього білка плазмодії тепер також можуть атакувати еритроцити, у яких відсутній компонент нейрамінової кислоти. Однак при необхідності вони повертаються до іншої контактної структури. Ця стратегія збільшує ваші шанси завжди знайти підходящу клітину-господаря. Однак це ускладнює пошук вакцини, яка блокує проникнення патогенних мікроорганізмів в еритроцити.