Исследователи составили карту взаимодействий белков малярийного паразита в клетках крови человека

Малярийные паразиты превращают здоровые эритроциты в жесткие версии самих себя, которые слипаются, нарушая транспортировку кислорода. По данным отчета ВОЗ за 2018 год, инфекция поражает более 200 миллионов человек в мире и ежегодно уносит около полумиллиона жизней. Однако до сих пор у исследователей не было четкого понимания, как паразит так эффективно проникает в эритроциты.

Теперь ученые детально описали комплексную сеть взаимодействий, показывающую, как малярия перемещается между клетками хозяина. Результаты опубликованы 27 сентября в журнале iScience (Cell Press).

Исследователи сосредоточились на Plasmodium falciparum — паразите, вызывающем наиболее тяжелую форму малярии. Он инфицирует эритроциты хозяина, запуская выработку нескольких белков в цитоплазму клетки-хозяина, что в итоге меняет ее физическую форму. Это превращение не только позволяет клеткам «застревать» в тканях, избегая иммунного ответа, но и помогает паразиту перемещаться к поверхности клетки для заражения других. Совместная работа белков способствует распространению паразита.

«Наше исследование проливает свет на чрезвычайно сложное взаимодействие между белками паразита и хозяина в цитоплазме хозяина», — сказал профессор Кентаро Като. «Работа предоставляет надежный набор данных о взаимодействиях, связывающих десятки белков, которые экспортирует паразит для продолжения заражения клеток хозяина».

Ранее было сложно понять механизм работы паразита с индуцированными белками, поскольку прогнозировалось, что паразит экспортирует около 400 белков. Другое исследование показало, что белки без специфической генетической последовательности также могут экспортироваться в цитоплазму. В данной работе ученые решили сфокусироваться на одном из таких белков без паразитарной метки — skeleton-binding protein 1 (SBP1), который, как известно, критически важен для размножения малярии. Изучая белок, связанный с вирулентностью малярии, но не специфически запускаемый паразитарными белками, исследователи смогли сосредоточиться на конкретных белковых взаимодействиях, чтобы понять, как инфекция перемещается внутри и за пределами клеток хозяина.

Они использовали высокочувствительную масс-спектрометрию для визуализации белков, взаимодействующих с SBP1 на протяжении всего процесса пролиферации, что привело к идентификации нескольких белков, специфически связанных с трансформацией клетки хозяина.

«В этом исследовании мы разработали альтернативный подход для идентификации экспортируемых белков, участвующих в транспортном комплексе и в экспорте паразитарных белков», — отметил Като. «Взаимодействия SBP1, установленные в нашем исследовании, представляют собой мощную и бесценную платформу для идентификации экспортируемых белков, связанных с тяжелой малярией, вызываемой Plasmodium falciparum».

Исследование предоставило комплексную карту взаимодействий SBP1, которая раскрывает сложные взаимосвязи между белками хозяина и паразита. Эти находки прокладывают путь для дальнейшего изучения молекулярного механизма инфекций, поражающих эритроциты человека.