Исследование раскрывает механизм экспоненциального роста малярийных паразитов
Исследователи из Университета Южной Флориды впервые раскрыли часть загадочного процесса, с помощью которого родственные малярии паразиты распространяются с взрывной и смертельной скоростью в организме человека и животных.
Это открытие может привести к новому эффективному лечению болезней, вызываемых малярией, которые ежегодно убивают более 600 000 человек, особенно на фоне угрозы лекарственно-устойчивой малярии как крупного кризиса общественного здравоохранения.
В исследовании, опубликованном 3 марта в высокорейтинговом журнале PLOS Biology, учёные обнаружили, как древние паразиты умудряются реплицировать свои хромосомы до тысяч раз, прежде чем разделиться на дочерние клетки с идеальной точностью, избегая при этом гибели клетки.
Как паразиты сохраняют точность в этом, казалось бы, хаотичном процессе, является одной из великих загадок этого семейства патогенов, — отметил профессор Майкл Уайт, PhD.
Изучая родственный малярии паразит Toxoplasma gondii, команда нашла объяснение этой головоломке.
В отличие от растений, животных или одноклеточных организмов вроде дрожжей, где ошибка репликации хромосом ведёт к гибели клетки или раку, родственные малярии паразиты — профессиональные множители. Попав в организм, они могут скрываться в одной клетке, реплицируясь десятки, сотни или тысячи раз, прежде чем иммунная система хозяина их обнаружит. Затем они массово высвобождаются как "дочерние клетки", быстро подавляя иммунный ответ.
Исследование показало, что Toxoplasma осуществляет это благодаря видоизменённому "центру управления" — центросоме, которая наводит порядок в хаосе репликации. В отличие от сравнительно простой центросомы в человеческих клетках, у паразита этот "центр управления" имеет две независимые операционные машины: одна контролирует копирование хромосом, а другая регулирует формирование тел дочерних клеток. Работая вместе, но с независимыми функциями, эти машины диктуют масштаб и время репликации патогена.
Это фундаментальное понимание приводит к критическому выводу: нарушение работы машин центросомы убивает паразита. Разрушение любой части этих высокоэффективных, но хрупких функций репликации останавливает всё.
Они буквально как Шалтай-Болтай. Если они сломаются, их уже не собрать, — добавил доктор Уайт.
Обладая этими знаниями об уязвимостях паразитов, исследователи приступят к разработке лекарств. Этот процесс может занять от 4 до 10 лет дальнейших исследований и клинических испытаний. Срок зависит от того, удастся ли эффективно применить ранее одобренные FDA препараты против рака или создать новое лечение с нуля.
Любое разработанное лечение будет использоваться в сочетании с другими видами лекарственной терапии. Существующие препараты атакуют метаболизм патогенов, а новая стратегия будет направлена на подрыв основы паразита в достаточном количестве распространяющихся клеток, чтобы позволить иммунной системе человека дать отпор.
Сегодня серьёзной проблемой во многих регионах является отсутствие доступа к лечению. Кроме того, из-за высокой адаптивности паразита текущие методы лечения постоянно подвержены развитию лекарственной устойчивости.
Потенциальный глобальный кризис здравоохранения разворачивается по мере распространения лекарственно-устойчивой малярии из Бирмы к границам Индии. Врачи опасаются её проникновения в Африку, на которую приходится 90% случаев малярии в мире.
По данным CDC, в 2012 году малярия вызвала около 207 миллионов случаев заболевания и 627 000 смертей. Около 3,2 миллиарда человек, или половина населения мира, подвержены риску малярии (ВОЗ).
Чем лучше мы понимаем их уязвимости, тем больше у нас шансов поддерживать поток потенциальных методов лечения, — заключил доктор Уайт.