Parazit s malárií zjistilo, že se vyhýbá imunitnímu systému uzavřením klíčových genů

Vědci z Weill Cornell Medicine zjistili, jak se parazita, který způsobuje malárii při přenášení prostřednictvím komára sousto, může skrýt před imunitním systémem těla, někdy po celá léta. Ukazuje se, že parazita, Plasmodium falciparum může vypnout klíčovou sadu genů, což se stane „imunologicky neviditelným“.

„Toto zjištění poskytuje další část hádanky, proč je malárie tak obtížné vymýtit,“ řekla Dr. Francesca Florini, výzkumná spolupracovníka v mikrobiologii a imunologii ve Weill Cornell Medicine, která studie spolupracovala. Malárie ročně infikuje 300–500 milionů lidí, což má za následek téměř 600 000 úmrtí po celém světě.

Předklinické výsledky, zveřejněné 16. května v přírodní mikrobiologii, ukazují, že v regionech, kde je malárie endemická, asymptomatičtí dospělí pravděpodobně mají nedetekovatelné parazity, které mohou komáry vyzvednout a převést na další osobu, kterou kousají.

Současné kampaně na kontrolu malárie se zaměřují na léčbu lidí, obvykle dětí, kteří vykazují příznaky. Tato zjištění naznačují, že musíme zvážit asymptomatické dospělé, kteří mohou nést potenciálně přenositelné parazity – což znamená, že odstranění malárie z jakéhokoli geografického regionu bude komplikovanější, než se očekává. “

Dr. Kirk Deitsch, profesor mikrobiologie a imunologie ve Weill Cornell Medicine, senior autor papíru

Vyhýbání se eliminaci

Jakmile je uvnitř lidského těla, parazita vstupuje do červených krvinek, aby se replikoval – ale musí se vyhnout upozornění imunitního systému nebo být odstraněno slezinou, která odfiltruje vadné krvinky. Jeho řešení k úniku těchto potenciálních nebezpečí závisí na sadě asi 60 genů zvaných var; Každý varský gen kóduje protein, který se může vložit na povrch červených krvinek.

Když parazita přepne na jeden z těchto genů VAR, vyčnívající protein způsobí, že červená buňka dodržuje stěnu krevních cév, což umožňuje buňce – a její rezidentní parazity -, aby se vyhnula výletu do sleziny. Jediným problémem této strategie je, že imunitní systém přibližně za týden může produkovat protilátky, které rozpoznávají adhezivní protein. Aby se obešel tento imunitní protiútok, parazita uzavře tento VAR gen a vyjadřuje jiný než jeho sbírku, čímž se vyhýbá detekci a prodloužení infekce.

„Paradigma bylo to, že parazita má přísný, vzájemně se vylučující expresní mechanismus, což znamená, že vždy vyjadřuje jeden – a pouze jeden – var gen najednou,“ řekl Dr. Deitsch. Co se však stane poté, co parazit projde celou sadou? Reaktivace jednoho, který dříve použili, by vyvolalo rychlé imunitní eliminaci. Chronická infekce malárie však může přetrvávat po desetiletí nebo více.

K vyřešení této hádanky použili Dr. Florini a postgraduální student Joseph Visone technologie sekvenování jednobuněk k posouzení toho, jak jednotliví parazity řídí expresi genu VAR. Zjistili, že zatímco mnozí aktivují pouze jediný var geny najednou, někteří zapnou dva nebo tři, zatímco jiní vůbec nejaří.

Vypnutí, skrývání

Parazity exprimující několik VAR genů byli pravděpodobně chyceni při přechodu mezi jedním a druhým. „Když jsou oba geny zapnuté, existuje přechodná fáze a my náhodou zachycujeme okamžik přepínače,“ vysvětlil Dr. Deitsch.

Ale tajné parazity, kteří uzavřeli všechny jejich VAR geny, byli překvapením. „Tento„ nulový stav “, ve kterém paraziti vykazují malou nebo žádnou expresi var genu, by nebylo možné identifikovat pomocí testů založených na populaci,“ řekl Dr. Florini. „Zdůrazňuje nový aspekt toho, jak malárie unikne uznání našeho imunitního systému.“

Bez exprese genu VAR však parazity také ztrácejí schopnost držet se stěn krevních cév, tak jak se vyhýbají filtračnímu systému sleziny? „Máme podezření, že se schovávají v kostní dřeni nebo v rozšiřitelné kapse necirkulačních červených článků, které se spojí ve středu sleziny,“ řekl Dr. Deitsch. „Pokud tam může červená článek sedět 24 hodin, je to dost dlouhé, aby parazita dokončil svůj životní cyklus.“

Dr. Deitsch plánuje provádět terénní práce v západní Africe, aby našel tyto skryté anatomické nádrže. Nalezení je – a učení, jak parazity malárie využívají tento nově objevený mechanismus pro únik eliminace – by mohly poskytnout nové strategie pro řešení problému infekcí chronické malárie.

Tato práce byla podporována Národními ústavy zdravotnictví (AI 52390, AI 99327 a F31 Predoctoral Fellowship F31AI164897), švýcarským NSF (časný postdoc. Grant mobility P2BEP3_191777) a nadace William Randolph Hearst.