Новый генетический скрининг раскрывает механизмы выживания Toxoplasma в организме хозяина

Исследователи из Японии разработали инструмент для изучения того, как паразит Toxoplasma gondii (Toxoplasma) обеспечивает своё выживание в организме хозяина. Полученные данные проливают свет на потенциальные стратегии лечения и профилактики токсоплазмоза — заболевания, которое может вызывать серьёзные проблемы со здоровьем у людей с ослабленным иммунитетом.

В новом исследовании, опубликованном в Cell Reports, учёные из Университета Осаки провели генетический скрининг на мышах с использованием технологии CRISPR. Целью было подтвердить известные и выявить новые гены, связанные с фитнесом паразита — его способностью выживать и размножаться в организме хозяина.

CRISPR-скрининг, в котором множество гидРНК (gRNA) используется для систематического изменения целевых генов, позволяет определить, какие гены вовлечены в конкретный биологический процесс. Команда применила этот метод для идентификации факторов вирулентности Toxoplasma — признаков, помогающих паразиту уклоняться от иммунной системы хозяина. Ранее такие факторы изучались в основном у хозяев со здоровым иммунитетом.

«Когда происходит заражение Toxoplasma, иммунная система хозяина реагирует выработкой белка интерферона-γ (IFN-γ), который стимулирует другие молекулы, препятствующие размножению паразита, — объясняет старший автор Масахиро Ямамото. — Мы провели наш CRISPR-скрининг как на здоровых мышах, так и на мышах с иммунодефицитом, у которых отсутствует рецептор к IFN-γ. Это позволило оценить влияние как генетики хозяина, так и генетики паразита на иммуно-связанные факторы вирулентности».

Исследователи заразили мышей Toxoplasma, содержащей библиотеки gRNA, нацеленные на определённые гены паразита. Затем они извлекли паразитов из мышей и оценили их экспрессию генов. Этот анализ позволил:

• Определить, какие гены способствуют фитнесу Toxoplasma.
• Сравнить экспрессию генов между здоровыми и иммунодефицитными мышами.

«Наш высоковоспроизводимый скрининг in vivo выявил как IFN-γ-зависимые, так и IFN-γ-независимые гены фитнеса, участвующие в усилении вирулентности Toxoplasma, — говорит ведущий автор Юта Тачибана. — Мы успешно идентифицировали множество факторов вирулентности».

Эти гены представляют собой потенциальные мишени для лечения и профилактики инфекции Toxoplasma. Кроме того, разработанный метод генетического скрининга in vivo может стать основой для создания новых терапевтических средств и вакцин против токсоплазмоза.