Как серотонин управляет движением паразитов-шистосом

Паразитические плоские черви Schistosoma mansoni ежегодно поражают миллионы людей и становятся причиной около 250 000 смертей. Исследование, опубликованное 16 января в PLOS Pathogens, выявило новый элемент молекулярного пути, контролирующего движение паразита. Поскольку скоординированное движение критически важно для жизненного цикла шистосомы в организме человека, этот белок является многообещающей новой мишенью для лекарств.

«Мы знаем, что многие противопаразитарные препараты действуют на нервную систему червя, — говорит ведущий автор исследования Паула Рибейро из Университета Макгилла (Канада), — и уже более 40 лет известно, что нейромедиатор серотонин контролирует движение шистосом. Поскольку у паразитов развивается устойчивость к единственному эффективному препарату, пришло время нацелиться на их серотониновый рецептор».

Серотонин — сигнальная молекула, используемая у разных видов, включая человека, мышь и червя. Он действует через специфические серотониновые рецепторы, расположенные в мембранах нервных клеток. Активация этих рецепторов серотонином приводит к возбуждению нейронов, что в некоторых случаях активирует мышечные клетки и в итоге вызывает движение.

Поскольку серотониновый рецептор шистосомы ещё не был обнаружен, Рибейро и коллеги начали с компьютерного поиска в ДНК S. mansoni последовательностей, похожих на известные гены серотониновых рецепторов. Они нашли кандидата и подтвердили, что соответствующий белок, названный Schistosoma mansoni 5HTR (Sm5HTR), действительно является серотониновым рецептором. При воздействии серотонина на клетки с этим белком в мембране учёные зафиксировали типичный ответ внутри клеток.

Исследователи также установили, что рецептор Sm5HTR широко представлен на нервных клетках как у личинок, так и у взрослых червей. При подавлении функции рецептора разными способами движение и личинок, и взрослых шистосом было сильно затруднено. Например, личинки в среде с серотонином становятся «дергаными» и гиперактивными. Личинки с сильно уменьшенным количеством рецепторов такой реакции не проявляют. Взрослые черви с меньшим числом рецепторов двигаются значительно меньше, чем особи с нормальным их количеством.

Эти данные позволяют предположить, что даже если у шистосом есть другие серотониновые рецепторы (компьютерный анализ указывает как минимум на один), Sm5HTR является основным медиатором серотонин-контролируемого движения червя.

Авторы заключают: «Из предыдущих исследований мы знаем, что локомоция критически важна для выживания паразита и что лекарственно-индуцированный паралич — эффективный способ очистки от гельминтозов. Идентификация Sm5HTR позволяет нам начать поиск селективных ингибиторов этого рецептора, которые вызывают паралич червя и могут быть пригодны для терапевтического использования».