Открытие, изданное онлайн в Клетке 9 ноября, отвечает на давний вопрос о том, что управляет этим критическим шагом в жизненном цикле плазмодия falciparum, паразит, ответственный приблизительно за полмиллиона смертельных случаев от малярии во всем мире каждый год. Это могло также открытые двери к новым стратегиям борьбы с малярией и лечения.
У ключевой молекулы, которую определили исследователи, есть броское название lysophosphatidylcholine или LPC, если коротко. Это, кажется, стандартный блок использование паразитов, чтобы построить новые клеточные мембраны, когда они делятся, найденная команда.«Когда LPC многочислен, паразиты счастливо воспроизводят в людях», сказал Дж.П. Гердт, научный сотрудник в лаборатории Джона Кларди в Медицинской школе Гарварда и co-first автора исследования. «Когда LPC понижается, паразиты не могут больше умножаться и соглашаться на различный путь».
«Это – первый большой шаг в рассечении деталей того, что продолжается», добавил Гердт.Цель исследования состояла в том, чтобы осветить биохимические факторы мотивации в принятии решения плазмодия.
Хотя важный, результаты немедленно не переведут на новые методы лечения, предостерег Clardy, профессора Сянь У и Дейзи Янь Ву Биологической Химии и Молекулярной Фармакологии в HMS и co-corresponding авторе исследования.Несмотря на это, Кларди сказал, точно определив ранее неизвестный выключатель контроля, работа предлагает новые способы попытаться препятствовать тому, чтобы паразиты плазмодия повторно вошли в москитов и заразили больше людей-a главная цель глобальных программ уничтожения малярии.«Лечение пациентов с лекарствами от малярии обычно убивает паразитов репликации, но если Вы также не заблокируете передачу, болезнь никогда не будет исчезать из населения», сказал co-corresponding автор Мэттиас Марти, адъюнкт-профессор иммунологии и инфекционных заболеваний в Гарварде T.H. Высшая школа здравоохранения канала и преподаватель в Центре Wellcome Молекулярной Паразитологии в Университете г. Глазго.
Установка нуля вПаразиты плазмодия ведут сложные жизни.Они проходят в людей через укус зараженного москита Анофелеса, собравшись сначала в печени и позже в эритроцитах, где они умножаются и разрываются дальше в циклах, которые вызывают волны болезни.В конечном счете, если хозяину повезло выжить, некоторые паразиты прекращают умножаться и идут по различному пути, известному как сексуальное обязательство или дифференцирование. В том, что Gerdt уподобляет паразитной половой зрелости, они превращаются из асексуального в сексуальных существ.
Если москиты кусают зараженного человека во время этой фазы, мужчину паразитов теперь и женское путешествие назад в насекомых и породу. Цикл передачи начинается снова.«Почти все, что мы пытаемся сделать, чтобы лечить малярию, в стадии кровяного русла, потому что именно тогда Вы знаете, что у людей есть он», сказал Кларди. «Исследователи прикладывают больше усилий в последнее время к изучению стадии передачи в свете кампаний, чтобы уничтожить малярию».Даже при том, что сексуальное обязательство – опора в динамике малярии, ученые не знали много о том, что вызывает его.
Три года назад, Marti, тогда адъюнкт-профессор в Школе Канала Гарварда и исследование co-first автор Николас Брэнкуччи, тогда постдокторант в лаборатории Марти, намеревались обнаруживать, играли ли какие-либо вещества в человеческих хозяевах – а не у самих паразитов – роль.Чтобы узнать, они объединили свои экспертные знания в паразитологии со специальностью лаборатории Clardy в отслеживании источника молекулярных сигналов.Что-то в крови
Когда исследователи культивированные клетки плазмодия во флягах без их обычной ванны человеческой сыворотки крови, паразиты пропустили повторение и пошли прямо для сексуального намека обязательства, что выключатель контроля скрывался в недостающей крови.Затем, исследователи вырастили плазмодий с сывороткой. Как ожидалось через некоторое время паразиты потеряли свой интерес к репликации и начали подвергаться сексуальному обязательству. Но когда команда добавила свежую сыворотку, паразиты продолжали копировать.
Они действительно захватывали что-то от сыворотки.Исследователи решили отделить и изучить все компоненты сыворотки, чтобы видеть, могли ли бы они определить молекулу или молекулы в действии.«Сыворотка так сложна; никто не сделал бы тест как этот», Марти вспомнил. «Но это на самом деле работало. Мы нашли единственный фактор, это необходимо и достаточно для регулирования сексуального обязательства».
С каждым раундом повторения паразита исследователи наблюдали это, уровни LPC понизились. Когда LPC упал достаточно низко, паразиты, переключенные на сексуальное обязательство.Флуоресцентная микроскопия показала, что клетки плазмодия поглощали LPC от кровотока, когда они подготовились делиться.«Паразиты сосут его», сказал Гердт.
Ученые полагают что, когда чувство паразитов, что их сырье кончается, они изменяют стратегии.Исследователи нашли подобные образцы истощения LPC в модели мыши малярии. Их результаты были далее укреплены данными о сыворотке крови из ранее опубликованных исследований, которые показали, что истощение LPC – признак острой инфекции малярии в людях.Тестирование вод
Исследование первое, чтобы выявить фактор в человеческих хозяевах, которых плазмодий использует в качестве экологического датчика.«Это было удивительно сначала, но как только Вы знаете об этом, это имеет смысл», сказал Марти. «Плазмодий – паразит крови, в конце концов, и он едет через многую различную окружающую среду во время его жизненного цикла.
Это пробует ту окружающую среду, и в этом случае, это отвечает на сниженные уровни LPC в крови во время острой инфекции малярии, решая переместиться в москита».Перемещение от результатов исследования до терапии малярии не будет прямым, сказал Кларди.
Например, врачи не могут просто исчерпать LPC, чтобы препятствовать тому, чтобы паразиты копировали, потому что LPC играет важные роли в теле, включая формирование здоровых клеточных мембран.Тем не менее, теперь, когда они знают, «по крайней мере, первый шаг и несколько нисходящих шагов» того, как паразит регулирует передачу, Марти сказал, что предполагает новые стратегии комбинации, которые безопасно заблокировали бы передачу, также рассматривая людей, у которых уже есть малярия.