Малярийные паразиты превращают здоровые эритроциты в жесткие версии самих себя, которые слипаются, препятствуя транспортировке кислорода. Согласно отчету Всемирной организации здравоохранения о малярии за 2018 год, это инфекционное заболевание поражает более 200 миллионов человек во всем мире и ежегодно приводит к почти полумиллиону смертей. Однако до сих пор у исследователей не было четкого понимания того, как паразит так эффективно проникает в эритроциты системы.
Теперь исследователи детализировали всестороннюю карту сети взаимодействия того, как малярия перемещается между клетками человека-хозяина. Они опубликовали свои результаты 27 сентября в iScience, журнале Cell Press.
Исследователи сосредоточились на Plasmodium falciparum, паразите, вызывающем самую тяжелую форму малярии. Этот паразит заражает эритроцит хозяина, вызывая выработку нескольких белков в цитоплазме клетки-хозяина - основной части механики клетки и жидкости, в которой они удерживаются, в конечном итоге трансформируя физическую форму клетки. Эта трансформация не только заставляет клетки оставаться на месте вне иммунного ответа организма, но и помогает паразиту перемещаться на поверхность клетки и заражать другие. Вместе белки способствуют размножению паразита, что приводит к размножению малярийного паразита.
«Наше исследование проливает свет на очень сложное взаимодействие между белками паразита и хозяина в цитоплазме хозяина», - сказал Кентаро Като, профессор Лаборатории устойчивой среды обитания животных Высшей школы сельскохозяйственных наук Университета Тохоку и авторы статьи. «Работа предоставляет надежный набор данных о взаимодействиях, соединяющих десятки белков, которые паразит экспортирует для продолжения заражения клеток-хозяев."
Ранее было трудно понять, как паразит работает с запускаемыми белками, потому что предполагалось, что паразит экспортирует около 400 белков, однако другое исследование показало, что белки без определенной генетической последовательности также могут экспортироваться в цитоплазму клетки.. В этом исследовании исследователи решили сосредоточиться на одном из этих белков без паразитарной метки - скелет-связывающем белке 1 (SBP1), который, как известно, очень важен для распространения малярии. Изучая белок, который, как известно, связан с вирулентностью малярии, но который не вызывается паразитическими белками, исследователи смогли сузить круг специфических белковых взаимодействий, чтобы понять, как инфекция распространяется внутри и за пределами клеток-хозяев.
Они использовали высокочувствительную масс-спектрометрию для визуализации белков, взаимодействующих с SBP1 на протяжении всего процесса пролиферации, что привело к идентификации нескольких белков, специфически связанных с трансформацией клетки-хозяина.
«В этом исследовании мы разработали альтернативный подход к идентификации экспортируемых белков, участвующих в транспортном комплексе и в экспорте белков паразита», - сказал Като. «Взаимодействия SBP1, установленные в нашем исследовании, представляют собой мощную и бесценную платформу для идентификации экспортируемых белков, связанных с тяжелой малярией, вызванной Plasmodium falciparum».
Исследование предоставило исчерпывающую карту взаимодействий SBP1, которая проливает свет на сложные отношения и взаимодействие между белками хозяина и паразита. Полученные данные также открывают путь для дальнейшего изучения и обсуждения молекулярного механизма инфекций, поражающих эритроциты человека.