Молекулярные сигналы — ключ к развитию малярийного паразита

Ключевой этап жизненного цикла самого вирулентного вида малярийного паразита зависит от серии молекулярных сигналов. Результаты исследования могут помочь в разработке новых способов предотвращения распространения малярии.

Паразит Plasmodium falciparum (P. falciparum) может передаваться от заражённых людей обратно комарам, завершая цикл передачи, только после превращения из бесполой формы (ответственной за болезнь) в половые формы — гаметоциты. Известно, что образование гаметоцитов запускается при низком уровне липид-родственной молекулы лизофосфатидилхолина (lysoPC), как это происходит в костном мозге человека. Однако механизм этого процесса был неизвестен.

В исследовании, опубликованном 5 июня в Nature Microbiology, впервые показано, как низкий уровень lysoPC приводит к истощению ключевой молекулы, необходимой для подавления генов, запускающих образование гаметоцитов.

"Знание деталей регуляции образования гаметоцитов P. falciparum может указать способы блокировки этого процесса и, тем самым, прерывания передачи", — сказал старший автор работы Бьёрн Кафсак.

P. falciparum — один из пяти видов малярийных паразитов, поражающих человека, но он является самым опасным, ответственным практически за все ~600 000 смертей от малярии в год.

Важная особенность P. falciparum — в отличие от других паразитов, он может инфицировать как незрелые эритроциты в костном мозге, так и зрелые эритроциты в кровотоке. Однако производство гаметоцитов в циркулирующих клетках было бы проблематичным, так как незрелые формы эффективно фильтруются селезёнкой. Поэтому P. falciparum производит гаметоциты в основном в костном мозге, где они задерживаются до созревания.

Как паразит понимает, что он в костном мозге?

В 2017 году было обнаружено, что lysoPC эффективно подавляет способность P. falciparum образовывать гаметоциты. Поскольку lysoPO в изобилии присутствует в большинстве тканей, но не в костном мозге, производство гаметоцитов преимущественно "разблокируется" именно там.

Молекулярный механизм

Исследователи выявили критический путь:

1. P. falciparum обычно использует lysoPC для производства фосфатидилхолина — важного компонента своих клеточных мембран.
2. Когда предшественников (включая lysoPC) в клетках хозяина недостаточно, паразит синтезирует фосфатидилхолин из более мелких химических "кирпичиков".
3. Этот процесс синтеза активно потребляет молекулу S-аденозилметионин (SAM).
4. Команда обнаружила, что SAM также необходима для процесса, подавляющего гены половой дифференцировки P. falciparum.

"Низкий уровень lysoPC в конечном итоге позволяет образоваться гаметоцитам, убирая "тормоз" с экспрессии генов, необходимых для этого переключения", — пояснила первый автор исследования Шанталь Харрис.

Перспективы применения

Нацеливание на этот путь для подавления производства гаметоцитов, вероятно, не облегчит болезнь у заражённых людей, но блокирует передачу паразита комарам, ограничивая локальное распространение. Предполагается, что будущие лекарства для этой цели будут использоваться в комбинации со стандартной терапией малярии.