Результаты представлены в исследовании, проведенном учеными Техасского института биомедицинских исследований, и опубликованы в журнале Genome Research.Малярийные инфекции обычно содержат сложные смеси паразитов Plasmodium, вызывающих заболевание. Эти смеси, известные как инфекции множественного генотипа (MGI), могут изменять воздействие инфекции из-за конкуренции паразитов друг с другом и могут способствовать распространению лекарственной устойчивости. MGI чрезвычайно распространены в регионах с высоким уровнем заражения малярией, но их биология плохо изучена.
«До 70 процентов инфекций в странах Африки к югу от Сахары — это инфекционные заболевания кишечника, и в настоящее время мы не знаем, сколько генотипов присутствует и происходят ли паразиты от одного укуса комара или от нескольких укусов комаров», — говорит Шалини Наир, первый автор статьи. .Современные методы секвенирования генома включают химический распад образцов эритроцитов инфицированных пациентов для получения ДНК паразита, которые затем секвенируются. Это групповое секвенирование не может учитывать различия между отдельными паразитами, обнаруженными в клетках.
Одноклеточная геномика позволяет разделять и изолировать клетки для извлечения и секвенирования ДНК отдельных паразитов и определения любых различий между паразитами в пределах инфекции.«Современные методы секвенирования действительно ограничивают наше понимание биологии малярийных паразитов», — говорит д-р Ян Чизман, возглавлявший исследование. «Это все равно, что пытаться понять генетику человека, создавая ДНК сразу у всех жителей деревни. Все данные перемешаны, но на самом деле нам нужна информация от отдельных людей».Команда использовала методы сортировки отдельных клеток и амплификации всего генома, чтобы выделить отдельные клетки и амплифицировать их ДНК для секвенирования непосредственно из инфицированных эритроцитов.
Использование одноклеточной геномики позволяет секвенировать отдельных паразитов непосредственно из крови пациента.Этот метод позволяет всесторонне описать состав MGI и выявить информацию о силе инфекции и развитии лекарственной устойчивости, что может послужить основой для вмешательств по борьбе с заболеванием.Хотя эта технология в настоящее время слишком дорога и требует постоянного использования в клинике, по мере того, как технология становится все более зрелой, приложения для понимания биологии малярии становятся огромными.Д-р Майкл Данн, глава отдела генетики и молекулярных наук Wellcome Trust, сказал: «Малярия остается одним из самых серьезных убийц в мире сегодня, несмотря на десятилетия усилий по борьбе с ней.
Любое понимание фундаментальной генетики и общей биологии болезни полезно для улучшения. будущие вмешательства и снизить уровень инфицирования и смертности ».В исследовании были секвенированы две формы малярийных паразитов; Plasmodium falciparum (ответственный за до 700 000 смертей в год) и Plasmodium vivax (ответственный за 20 миллионов инфекций в год).