Проникая в эритроцит, малярийный паразит захватывает часть мембраны клетки-хозяина, создавая защитный отсек. Чтобы правильно расти, украсть пищу и сбрасывать отходы, паразит затем начинает серию крупных обновлений, которые превращают красные кровяные тельца в подходящий дом.
Но новое исследование показывает, что белки, которые производят эти обновления, должны пройти через единственную пору в компартменте паразита, чтобы попасть в эритроцит. Когда ученые прервали прохождение через эту пору в клеточных культурах, паразит перестал расти и погиб.
«Малярийный паразит секретирует сотни различных белков, чтобы контролировать красные кровяные тельца», — сказал первый автор Джош Р. Бек, доктор философии, научный сотрудник, занимающийся постдокторскими исследованиями. «Мы искали единственный шаг, который необходимо предпринять для того, чтобы секретировать все эти различные белки, и это выглядит как узкое место».Отдельное исследование ученых из Института Бернета и Университета Дикина в Австралии, опубликованное в том же номере журнала Nature, также подчеркивает важность пор для выживания паразита.
Исследователи полагают, что блокирование пор приводит к тому, что паразит оказывается в заключении со смертельным исходом, не в состоянии украсть ресурсы у красных кровяных телец или избавиться от их отходов.Паразит малярии, Plasmodium falciparum, является одним из самых смертоносных патогенов в мире.
Малярия распространяется в основном через укусы инфицированных комаров и наиболее распространена в Африке. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в 2012 году во всем мире было зарегистрировано 207 миллионов случаев малярии, что привело к 627 000 смертельных исходов. Устойчивость к лекарственным препаратам распространяется среди многих штаммов паразитов, и исследователи прилагают все усилия, чтобы найти новые лекарственные мишени.
Старший автор Дэниел Голдберг, доктор медицины, доктор философии, профессор медицины и молекулярной микробиологии и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза Вашингтонского университета, изучает, как малярия влияет на эритроциты.В новом исследовании он и его коллеги изучали белок теплового шока 101 (HSP101). Ученые назвали это семейство белков «тепловым шоком», потому что они становятся активными, когда клетки перегреваются или подвергаются стрессу.
Белки выполняют множество функций, включая управление складыванием и развертыванием других белков.Предыдущие исследования показали, что HSP101 может участвовать в секреции белка.
Исследователи отключили HSP101 в клеточных культурах, надеясь заблокировать выделение некоторых малярийных белков. К их удивлению, они остановили их всех.
«Мы считаем, что это очень многообещающая цель для разработки лекарств», — сказал Голдберг. «Мы очень далеки от разработки нового лекарства, но в краткосрочной перспективе мы можем рассмотреть возможность скрининга различных соединений, чтобы увидеть, обладают ли они потенциалом блокировать HSP101».Ученые считают, что HSP101 может подготавливать малярийные белки к секреции через поры, которые открываются в эритроциты. Часть этого препарата может включать разворачивание белков в линейную форму, которая позволяет им легче проходить через узкие поры. HSP101 также может дать белкам биохимический толчок, который проталкивает их через поры.
Бек отметил, что исследователи из Института Бернета нейтрализовали паразита аналогичным образом, отключив другой белок, который, как считается, участвует в прохождении белков через эту пору.«Это говорит о том, что есть несколько компонентов процесса, на которые мы можем воздействовать с помощью лекарств», — сказал он. «Кроме того, многие из белков, участвующих в секреции, не похожи ни на какие человеческие белки, а это значит, что мы можем отключить их, не оказывая отрицательного воздействия на важные человеческие белки».