Борьба с малярией на основе управления биологическими часами

May 23, 2023

Простейшие Plasmodiummalariae внутри эритроцитов на стадии кольцевидного трофозоита, компьютерная иллюстрация [Катерина Кон/Science Photo Library/Getty Images]

Представители здравоохранения предупреждают, что устойчивость к лекарствам может свести на нет недавний прогресс в борьбе с малярией, особенно в Африке и Юго-Восточной Азии. Теперь исследователи, ищущие другие способы борьбы с паразитами, переносимыми комарами, которые вызывают это заболевание, сосредоточились на потенциально новой цели: биологических часах.

В новом исследовании «Внутриэритроцитарный цикл паразита и циркадный цикл человека связаны во время малярийной инфекции», опубликованном в PNAS, исследователи проанализировали активность генов у пациентов, которые обратились в медицинские учреждения на границе Таиланда и Камбоджи, демонстрируя признаки малярийной инфекции у их кровь.

Команда обнаружила, что малярийные паразиты каким-то образом синхронизируют свои молекулярные ритмы с внутренними 24-часовыми часами своих хозяев, их соответствующие гены поднимаются и падают в идеальном ритме друг с другом в течение дня, как два синхронизированных маятниковых часа.

«Во время заражения малярийными паразитами Plasmodium vivax у пациентов наблюдается ритмичная лихорадка каждые 48 часов. Эти циклы лихорадки соответствуют времени, которое требуется паразитам для прохождения внутриэритроцитарного цикла (IEC). У других видов Plasmodium, которые заражают людей или мышей, IEC вероятно, управляется внутренними часами паразита [Rijo-Ferreiraet al., Science368 , 746–753 (2020); Смит и др., Наука368, 754–759 (2020)], что позволяет предположить, что внутренние часовые механизмы могут быть фундаментальной особенностью малярийных паразитов», — пишут исследователи.

«Более того, поскольку время цикла Plasmodium кратно 24 часам, IEC могут быть скоординированы с циркадными часами хозяина. Такая координация может объяснить синхронизацию популяции паразитов в хозяине и обеспечить выравнивание фаз IEC и циркадного цикла».

«Мы использовали культуру ex vivo цельной крови пациентов, инфицированных P. vivax, чтобы изучить динамику циркадного транскриптома хозяина и транскриптома IEC паразита. Динамика транскриптома показала, что фазы циркадного цикла хозяина и IEC паразита коррелируют между собой. В модельных системах на мышах соединение циклов хозяин-паразит, по-видимому, обеспечивает селективное преимущество для паразита.

«Таким образом, понимание того, как циклы хозяина и паразита связаны у человека, может позволить разработать противомалярийную терапию, которая нарушит эту связь».

Группа исследователей из Университета Дьюка, Атлантического университета Флориды и Научно-исследовательского института медицинских наук Вооруженных сил говорят, что полученные результаты могут проложить путь к новым противомалярийным препаратам, которые сбивают внутренние часы малярии с ритмом ее хозяина, по сути, «реактивными». отставание» от паразитов.

«У нас есть причина беспокоиться об этом», — сказал старший автор Стив Хаас, доктор философии, профессор биологии в Дьюке. «Мы находимся на последней линии лекарств — комбинированной терапии на основе артемизинина, и мы уже наблюдаем устойчивость к ним в Юго-Восточной Азии. Изучение некоторых новых идей для борьбы с малярией имеет смысл».

В качестве следующего шага исследователи пытаются выяснить, как именно часы паразита и человека «общаются» друг с другом, чтобы их циклы выстраивались в линию.

«Должны быть какие-то молекулярные сигналы, которые они передают друг другу туда и обратно», — сказал Хаазе. «Мы не знаем, что это такое, но если мы сможем их разрушить, то у нас может быть шанс вмешаться».

Войдите, чтобы оставить комментарий