Учёные зафиксировали «ключ» к смертельной малярийной инфекции
Международная команда под руководством исследователей из Института впервые визуализировала уникальный молекулярный «ключ», который использует самый смертоносный в мире малярийный паразит Plasmodium falciparum для проникновения в клетки человеческой крови и заражения их.
Этот прорыв даёт учёным недостающую информацию, необходимую для разработки вакцины против распространённого паразита.
Результаты знаменуют собой важную веху, поскольку малярийный паразит ежегодно убивает более 500 000 человек, а эффективной вакцины для защиты от него до сих пор не существует.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, возглавили профессор Алан Коуман и доктор Уилсон Вонг из Института Уолтера и Элизы Холл, совместно с коллегами из Исследовательского кампуса Джанелия Медицинского института Говарда Хьюза (США) и компании ExpreS2ion Biotechnologies в Дании.
«Ключ» к заражению
Первое в истории трёхмерное изображение «ключа» паразита, вызывающего инфекцию, было получено с помощью удостоенной Нобелевской премии технологии крио-ЭМ (крио-электронной микроскопии).
«Ключ» представляет собой комплекс из трёх белков паразита — Rh5, CyRPA и Ripr, — которые работают вместе, чтобы «отпереть» и проникнуть в клетку, заявил профессор Коуман.
«Этот комплекс фундаментален для способности малярийного паразита проникать в клетки и вызывать инфекцию. Теперь мы можем нацелиться на паразита гораздо эффективнее, потому что понимаем, как он функционирует при заражении крови.
Получение первого в истории изображения белкового комплекса — с поразительной чёткостью показывающего, как он на самом деле выглядит, — стало моментом «Эврики» в области исследований малярии», — сказал он.
Эти выводы важны, потому что проникновение малярийного паразита в эритроциты человека обеспечивает его быстрый рост, размножение и распространение, вызывая серьёзные симптомы, такие как лихорадка, озноб, недомогание, диарея и рвота. Понимание того, как паразиты проникают в клетки, открывает возможности для блокирования заражения людей и прерывания цикла болезни и передачи.
Увиден впервые
Команда из Мельбурна под руководством профессора Коумана подготовила образцы для исследования, генетически модифицировав ДНК паразита и выделив белки Rh5 и CyRPA. Третий белок, Ripr, был произведён биотехнологической компанией ExpreS2ion.
Доктор Вонг сообщил, что 3D-изображение комплекса «Rh5/CyRPA/Ripr» было получено с помощью самого современного в мире крио-электронного микроскопа Titan Krios в Исследовательском кампусе Джанелия.
«Вместе с нашими коллегами из США мы получили сотни тысяч изображений комплекса под разными углами.
С помощью мощных вычислений мы смогли собрать их вместе, получив первое в истории высокодетальное 3D-изображение комплекса Rh5/CyRPA/Ripr — ключа к способности паразита вызывать инфекцию», — сказал доктор Вонг.
«Чертёж» делает вакцину возможной
Профессор Коуман заявил, что новая структура предоставила исследователям критически важную информацию для разработки эффективной вакцины против паразита Plasmodium falciparum.
«Теперь у нас есть информация, необходимая для создания вакцины, которая даст иммунной системе точные инструкции о том, как остановить малярийного паразита.
Если мы сможем заблокировать образование белкового комплекса, у Plasmodium falciparum никогда не будет ключа, необходимого для заражения клеток человеческой крови», — сказал он.
«Это открытие очень важно, потому что оно приближает нас на важный шаг к достижению конечной цели — искоренению малярии».