Исследование с участием более 600 детей, живущих в небольшой деревне на юго-востоке Габона, недалеко от границы с Республикой Конго, показало, что у каждого инфицированного ребенка в одной африканской деревне был другой штамм малярийного паразита и совершенно другой набор паразитов. до 60 генов, на которых иммунная система человека сосредотачивается для обнаружения и контроля этой инфекции.Полученные данные помогают объяснить, почему у людей не может развиться иммунитет к малярии, и указывают на то, что программы борьбы теперь должны быть сосредоточены на изучении воздействия не только на количество инфекций, но и на структуру различных штаммов паразита. .Мельбурнский университет и Чикагский университет вместе с группой ученых из США, Европы и Австралии опубликовали это исследование в журнале PNAS.«Исследование началось со сбора крови у 641 ребенка в возрасте от 1 до 12 лет, проживающего в небольшой деревне Бакумба, Габон.
Дети в этом районе часто подвержены малярии, ежегодно получая около 100 укусов инфицированных комаров», — сказал он. Профессор Карен Дэй, автор исследования и профессор демографических наук и декан науки Мельбурнского университета.«Мы создали генетический отпечаток малярийных паразитов из небольшого количества крови на основе так называемых генов var или вариантных антигенов. Эти гены кодируют белки, которые покрывают поверхность красных кровяных телец при заражении паразитом, и важны, потому что они позволяют паразит, чтобы замаскироваться от иммунной системы человека », — добавил профессор Дэй.
Малярийный паразит — это одноклеточный микроорганизм (известный как плазмодий), который поражает эритроциты и передается от человека к человеку через комаров.
Каждый паразит имеет примерно 60 таких генов var и может переключаться между ними.«Глядя в микроскоп, можно подумать, что все инфекции выглядят одинаково, но когда мы сделали генетический отпечаток с помощью этой вариантной генной системы антигена, мы смогли увидеть, что у каждого ребенка был свой отпечаток пальца паразита, и, что важно, каждый отпечаток пальца не был взаимосвязан. на все остальные отпечатки пальцев "."Наши результаты показывают, что паразит развил это огромное разнообразие с ограниченным перекрытием между наборами генов var. Эта структура позволяет каждому паразиту выглядеть по-разному для иммунной системы и дает возможность малярийному паразиту продолжать повторно инфицировать то же самое. люди, потому что он существует в виде различных «штаммов», которые могут сохраняться в течение многих месяцев.Компьютерный анализ изменчивости этих наборов генов и того, как они могут реагировать на меры контроля с помощью противомалярийных препаратов, показал, что эти закономерности не были случайными.
Чрезвычайно высокий уровень разнообразия помогает объяснить, как паразит уклоняется от иммунной системы своего хозяина.Авторы отмечают, что неслучайная модель имеет «последствия для успеха программ борьбы с малярией».
Это подтверждает мнение о том, что большое количество штаммов болезни, каждая из которых характеризуется существенно различающейся комбинацией белков поверхностной оболочки, может привести к тому, что многие дети останутся инфицированными даже после агрессивных попыток вмешательства, таких как массовое введение лекарств.«Если теория штаммов верна, — сказала автор исследования Мерседес Паскуаль, доктор философии, профессор экологии и эволюции Чикагского университета, — мы хотели бы переосмыслить наш подход к лечению малярии в таких регионах, как Габон, где существует множество очень разных штаммов. являются правилом.
Кроме того, нам нужно будет переосмыслить то, как мы моделируем передачу малярии, вместо того, чтобы полагаться на существующие математические модели, разработанные для гораздо менее разнообразной популяции паразитов ».«Существуют десятки тысяч различных типов генов var», — сказал Паскуаль. «Некоторые из них сохранены, а другие сильно изменчивы». Являются ли паразиты в основном случайными комбинациями, случайной смесью всех этих вариаций, или же это разные комбинации с особой структурой? Когда она и ее коллеги проанализировали последовательности генов нескольких паразитов, они обнаружили структуру с минимальным перекрытием, намного меньшим, чем ожидалось.
«Они образуют ниши», — сказал Паскуаль. «Они диверсифицируются. В процессе эволюции они дистанцируются друг от друга, чтобы не конкурировать друг с другом за хозяев. Это открывает путь к лучшему пониманию успеха паразитов, ключ к тому, чтобы помочь нам разрушить его стойкость», — сказала она. сказал. «Но может быть трудно вмешаться в систему с таким разнообразным набором штаммов».Теперь исследователи снимают отпечатки пальцев вар-кода и моделируют штаммы малярии в больших популяциях людей с течением времени.
Д-р Кэтрин Тидже, исследователь из группы профессора Дэя из Мельбурнского университета и один из авторов исследования, в настоящее время изучает, как методы борьбы могут повлиять на разнообразие малярии.«Снижение распространенности малярии каким-либо образом изменит разнообразие генов var», — спросила она, — «и могут ли вмешательства также снизить количество штаммов малярии в популяции».«В конце концов, мы все хотим ответить на вопрос, как мы можем победить самого безжалостного врага человечества?»