Мужская контрацепция для малярийного паразита
Нарушение работы двух генов, участвующих в сохранении молекул РНК, подавляет способность мужской формы малярийного паразита созревать и передаваться из крови человека в комаров. Это прерывает ключевую стадию жизненного цикла паразита и блокирует важный этап распространения болезни. Исследователи из Университета штата Пенсильвания и Университета Южной Флориды идентифицировали комплекс белков, кодируемых этими генами, который имеет решающее значение для созревания мужской формы — или гаметоцита — паразита Plasmodium, вызывающего малярию. Разработка методов воздействия на этот комплекс противомалярийными препаратами может стать новым оружием в борьбе с болезнью. Статья с описанием исследования опубликована 31 января 2019 года в журнале PLOS Pathogens.
Роль половой стадии в передаче малярии
Малярия передаётся, когда комар питается кровью инфицированного человека и поглощает мужские и женские гаметоциты Plasmodium — половую стадию жизненного цикла паразита. В кишечнике комара гаметоциты спариваются и в конечном итоге образуют спорозоиты, которые могут передаваться другим людям. Целью исследования было выявление важных молекулярных процессов в созревании половой стадии паразита, необходимой для передачи комарам, поскольку воздействие на передачу признано потенциально эффективным способом борьбы с болезнью.
Сохранение mRNA для будущего созревания
Незрелые гаметоциты в крови должны сохранять и стабилизировать матричную РНК (mRNA), которую они будут использовать для полного созревания, попав в кишечник комара. Исследователи изучили роль белкового комплекса CAF1/CCR4/NOT, который, как известно из других организмов, способствует деградации mRNA, удаляя защитный поли(А)-хвост. Белки CAF1 и CCR4 в этом комплексе действуют как "деаденилазы" — ферменты, удаляющие поли(А)-хвосты, что снижает стабильность mRNA.
Неожиданный результат: комплекс сохраняет, а не разрушает
Когда исследователи экспериментально нарушили работу генов этих белков у малярийных паразитов, они ожидали увеличения стабильности mRNA в гаметоцитах. Однако наблюдался противоположный эффект:
- Уровни mRNA снизились.
- Способность гаметоцитов созревать и заражать комаров была подавлена.
Таким образом, белки CAF1 и CCR4, по-видимому, играют роль в сохранении mRNA в гаметоцитах, что стало неожиданным открытием.
Нарушение развития мужских гаметоцитов
Мужские гаметоциты образуются в крови синхронизированными волнами, и их созревание можно наблюдать под микроскопом. Исследователи напрямую наблюдали нарушение этих волн формирования и развития при дисфункции комплекса CAF1/CCR4/NOT. Учёты полагают, что этот комплекс, вероятно, участвует в созревании как мужских, так и женских гаметоцитов, что может сделать его мишенью ещё более эффективной.
Перспектива нового типа противомалярийных препаратов
Разработка безопасного способа воздействия на комплекс CAF1/CCR4/NOT с помощью лекарств может стать эффективным новым инструментом, подавляющим передачу болезни. Такой подход действовал бы как своего рода "контрацепция" для малярийного паразита, ограничивая способность его половой стадии к размножению в комаре и, как следствие, снижая распространение заболевания.