Хотя исследователям уже более века известно, что эритроциты, инфицированные малярийными паразитами, могут убивать своего хозяина, прилипая к стенкам кровеносных сосудов, механизм связывания, связанный с наиболее смертоносными формами малярии, был неизвестен. Теперь, в исследовании, опубликованном в Nature, исследователи показывают, что паразит связывает белок в стенках кровеносных сосудов, называемый эндотелиальным белком C (EPCR), который участвует в регулировании свертывания крови и воспалительной реакции.Малярийные паразиты растут в красных кровяных тельцах и прикрепляются к эндотелиальной выстилке кровеносных сосудов через большое семейство паразитарных белков, называемых PfEMP1. Таким образом, паразит не попадает с кровью в селезенку, где в противном случае он был бы уничтожен.
Одна из наиболее агрессивных форм малярии, паразитирующая в кровеносных сосудах головного мозга, вызывает заболевание, называемое церебральной малярией. В 2012 году три группы исследователей, включая команды из Копенгагенского университета и Сиэтлского биомедицинского исследовательского института, показали, что определенный тип белка PfEMP1 отвечает за церебральное связывание и другие тяжелые формы малярийной инфекции.
Однако до сих пор рецептор, с которым он связывается, оставался неизвестным, и следующим большим вопросом было определить, с какими рецепторами связываются инфицированные эритроциты.«Первой большой проблемой было создание полноразмерного белка PfEMP1 в лаборатории», — говорит доцент Луиза Тернер из Копенгагенского университета. «Затем мы использовали новую технологию, разработанную Retrogenix LTD в Соединенном Королевстве, чтобы исследовать, с каким из более чем 2500 человеческих белков этот белок PfEMP1 может связываться».
Из 2500 проверенных белков рецептор, называемый эндотелиальным протеином C (EPCR), оказался единственным твердым ударом.«Затем была проделана большая работа по подтверждению этого связывания в лаборатории и не в последнюю очередь для того, чтобы показать, что паразиты от неиммунных детей с тяжелыми симптомами малярии в Танзании часто связывают EPCR», — продолжает она.«Это был настоящий момент эврики», — говорит доцент Томас Лавсцен. «В нормальных условиях ECPR играет решающую роль в регулировании свертывания крови, воспаления, гибели клеток и проницаемости кровеносных сосудов.
Открытие того, что паразиты связываются и мешают нормальному функционированию этого рецептора, может помочь нам объяснить, почему развиваются серьезные симптомы малярии. . "Малярийные паразиты нарушают важные функции кровеносных сосудов. Тяжелые симптомы малярии, такие как церебральная малярия, часто приводят к образованию незначительных тромбов в головном мозге.
Одна из реакций нашего организма на малярийную инфекцию — выработка воспалительных цитокинов, но слишком сильное воспаление опасно, — описывает профессор Джозеф Смит из Сиэтлского института биомедицинских исследований. «ECPR и фактор в крови, называемый протеином C, действуют как« тормоз »свертывания крови и воспаления эндотелиальных клеток, а также повышают жизнеспособность и целостность кровеносных сосудов, но когда малярийные паразиты используют PfEMP1 для связывания EPCR, они могут мешать нормальная функция EPCR, и, таким образом, связывание может быть катализатором бурной реакции », — объясняет он.«Исследование этого вопроса — следующий шаг к изучению того, как малярийные паразиты вызывают заболевание».
К интервенцииОткрытие того, что малярийные паразиты связывают EPCR, может способствовать развитию вакцин и лекарственных препаратов для лечения тяжелой формы малярии.
Доктор Мэтью Хиггинс из Оксфордского университета объясняет:«Теперь, когда мы знаем, какая пара белков задействована, мы можем начать увеличивать масштаб, чтобы раскрыть молекулярные детали того, как малярийные паразиты захватывают стенки кровеносных сосудов. Мы хотим точно знать, какие части белка паразита необходимы для связывания. рецептор в стенке кровеносного сосуда.
Затем мы можем разработать вакцины или лекарства, предотвращающие это связывание ».Исследование вакцины также немедленно выиграет от открытия, поскольку ученые уже могут проверить эффективность различных вакцин-кандидатов в предотвращении связывания PfEMP1 с ECPR. «За последнее десятилетие мы пришли к выводу, что определенные белки PfEMP1 связаны с различными тяжелыми формами малярии», — объясняет профессор Тор Теандер из Копенгагенского университета. «Вместе с Национальным институтом медицинских исследований Танзании мы находимся в процессе подготовки фазы I испытаний вакцины для предотвращения связывания паразитов в плаценте и малярии во время беременности», — поясняет он.
Это новое открытие может также помочь в разработке вакцины для уменьшения тяжелого бремени малярии, причиняемого детям. «Это будет долгий путь, но с такими результатами мы можем сразу приступить к работе», — говорит он.