Уте Фреверт из Медицинской школы Нью-Йоркского университета, США, и его коллеги сравнили архитектуру кровеносных сосудов в головном мозге между двумя разными моделями малярии мышей. У мышей, инфицированных одним конкретным видом малярийного паразита, называемым Plasmodium berghei ANKA (PbA), развивается экспериментальная церебральная малярия (ECM, аналогичная наиболее смертоносной форме малярии у людей), тогда как мыши, инфицированные другим видом, называемым Plasmodium yoelii XL (PyXL), умирают от тяжелая анемия без неврологических симптомов.
Исследователи использовали микроскопию с высоким разрешением для изучения кровеносных сосудов головного мозга неинфицированных мышей, мышей PbA с ECM и мышей PyXL без явных неврологических симптомов. Венозные (отталкивающие) сосуды мышей с ВКМ обнаруживают серьезные отклонения. Вместо гладкой внутренней стенки, по которой легко перемещались эритроциты, что наблюдалось у неинфицированных мышей, в сосудах мышей с ВКМ имеется большое количество лейкоцитов, прикрепленных к внутренней стенке их сосудов или ползющих вдоль них. Мыши, инфицированные PyXL, также накапливали некоторое количество лейкоцитов в своих венозных сосудах, но намного меньше, чем мыши с ECM.
В последнем случае накопление лейкоцитов приводит к значительному снижению кровотока по этим сосудам, хотя они не были полностью заблокированы.Более подробно анализируя лейкоциты, исследователи обнаружили, что макрофаги, нейтрофилы и CD8 + Т-клетки являются первичными лейкоцитами, которые были увеличены в сосудах мышей с ECM. Когда мышей инфицировали PbA, а также лечили FTY720, лекарством, которое, как известно, предотвращает ECM, у них было не только меньше, но и другого типа лейкоцитов в их венозных сосудах.
Кровоток был гораздо менее нарушен, и у мышей не было неврологических признаков.Большинство случаев малярии человека вызывается Plasmodium falciparum. Этот паразит, самый смертоносный из всех видов Plasmodium, заставляет инфицированные эритроциты становиться «липкими», покрывая их поверхность белками паразита. Эти измененные эритроциты затем прилипают к венозным кровеносным сосудам, подобно лейкоцитам у мышей ECM в этом исследовании, и также считается, что они ухудшают венозный кровоток.
Исследователи пришли к выводу, что «несмотря на фундаментальные различия в биологии паразитов, паразит грызунов PbA может быть использован в качестве модели, чтобы лучше понять, как изменения кровотока могут привести к смерти от церебральной малярии человека, вызванной P. falciparum».Кроме того, родственный малярийный паразит, Plasmodium vivax, также ответственен за значительную часть заболеваний человека. Ни P. vivax, ни PbA (виды, использованные в данном исследовании для индукции экспериментальной церебральной малярии) не вызывают липкости инфицированных эритроцитов.
Однако ограничения венозного кровотока, вызванные накоплением лейкоцитов, также могут объяснить церебральные осложнения, о которых все чаще сообщается при инфекциях P. vivax. Таким образом, авторы предполагают, что мыши, инфицированные PbA, также являются хорошей моделью для изучения тяжелого заболевания P. vivax.