У каждого третьего человека внутри тела прячется потенциально неприятный паразит, спрятанный в крошечных кистах, которые иммунная система не может устранить, а антибиотики не могут воздействовать.
Но новое исследование дает подсказки о том, как остановить его: вмешиваться в его пищеварение во время этой упрямой фазы покоя.
Если открытие, сделанное в Мичиганском университете, приведет к новым методам лечения, оно поможет предотвратить паразитарное заболевание под названием токсоплазмоз, от которого страдают люди во всем мире.
У многих людей паразит Toxoplasma gondii вызывает лишь легкие симптомы гриппа, часто в результате пищевого отравления. После этой первоначальной инфекции она обычно переходит в фазу кисты и остается в организме человека до конца жизни.
Но у людей со слабой иммунной системой или у беременных инфекция может вызвать проблемы сразу или после пробуждения кисты, повреждая их мозг, глаза или плод, который они вынашивают. Даже здоровые люди могут страдать от повторного повреждения сетчатки, если паразит обитает в их глазах. Некоторые данные даже связывают это с психическим заболеванием.
Сопротивление кисте
Команда Медицинской школы UM только что опубликовала свои выводы о недавно обнаруженной уязвимости кист тканей токсоплазмы в Nature Microbiology.
Они сообщают, что молекула, называемая катепсин-протеаза L, или CPL, имеет решающее значение для способности паразита выживать в фазе кисты и вызывать заболевание у мышей. Вмешавшись в CPL на генетическом уровне, а также применив лекарство, они остановили токсоплазмоз.
Они впервые показывают, что форма переваривания собственных внутренностей паразита, называемая аутофагией и возглавляемая CPL, имеет решающее значение для способности токсоплазмы сохраняться. Впервые это было показано для токсоплазмы в нормальных условиях.
«Самая большая неудовлетворенная потребность в токсоплазмозе связана с хронической стадией инфекции, которая является источником потенциально тяжелого заболевания из-за реактивации паразита из цист», - говорит Верн Каррутерс, доктор философии, руководитель исследования. исследовательская группа и профессор микробиологии и иммунологии в UM. «Несмотря на то, что существуют достаточно хорошие методы лечения острых инфекций, и иммунная система у здоровых людей хорошо справляется с ее контролем, не существует вариантов уничтожения формы кисты для защиты людей с ослабленным иммунитетом и тех, у кого ранее была глазная инфекция."
Каррутерс и его команда выяснили решающую роль CPL и важность аутофагии в ходе нескольких экспериментов с кистами, которые содержат формы паразитов, называемых брадизоитами.
CPL - это протеаза или молекула, переваривающая белок. Это может помочь цистам токсоплазмы выжить, переваривая собственные внутренности паразита или переваривая материалы, которые могут попасть в кисту извне. Когда CPL был отключен, вакуолярный отсек, служащий «желудком» паразита, испытал накопление материалов, которые отключили всю кисту.
Для новой статьи команда временно открыла отверстия в мембране паразита и удалила существующую копию гена CPL или добавила измененный ген, чтобы создать измененную форму CPL. Этот подход «генной терапии» позволяет им изучать влияние измененной или отсутствующей активности CPL.
Пропущенная угроза
Центры по контролю и профилактике заболеваний назвали токсоплазму «забытой паразитарной инфекцией» и целью общественного здравоохранения. В дополнение к высокому уровню заражения во всем мире, по оценкам CDC, примерно 1 из 10 американцев является носителем паразита.
Помимо недоваренного мяса, которое может распространять цисты токсоплазмы брадизоита, паразит часто передается человеку через кошачьи фекалии, содержащие другую форму кисты.
Вот почему органы общественного здравоохранения советуют беременным женщинам не менять лотки для кошачьих туалетов, а всем тем, кто ест мясо, советуют есть его только полностью приготовленным.
Основная опасность токсоплазмы заключается в том, что это одна из немногих инфекций, способных преодолевать гематоэнцефалический барьер. Это означает, что он может попасть в нервную систему, включая сетчатку, спинной и головной мозг. Он также может скрываться в мышечной ткани человека и животных.
Использование нового открытия
Группа Каррутерса использовала лекарство для выведения из строя паразита в инфицированных клетках человека, но это лекарство не может проникнуть через гематоэнцефалический барьер, поэтому оно бесполезно для лечения. Тем не менее, он работает с группой во главе со Скоттом Ларсеном, доктором философии, на кафедре медицинской химии Фармацевтического колледжа Университета штата Массачусетс, чтобы найти другие препараты, которые могут ингибировать CPL.
«Эта статья является доказательством того, что переваривание белка важно для стадии цисты жизненного цикла паразита, хотя мы еще не знаем, переваривается ли он для выработки энергии или для удаления ненужных материалов», - говорит Каррутерс.. «Нам еще многое предстоит узнать о токсоплазме, в том числе о том, какой барьер представляет собой мембрана кисты и можем ли мы подавить ее извне».
Если паразиты в кистах не получают «пищу» извне, процесс аутофагии может быть попыткой самосохранения, аналогично истощению голодающих людей, поскольку их тела потребляют мышцы, чтобы остаться в живых.. Таким образом, блокирование этого процесса заставит кисту голодать быстрее. Или, если пища попадает в кисты, отключение CPL может привести к микроскопической «непроходимости кишечника», когда отходы и неиспользованная пища накапливаются до смертельного уровня.
Каррутерс, чья команда много лет изучала паразита, отмечает, что любой будущий препарат, направленный на стадию тканевой кисты, должен будет проходить через мембрану кисты, а также через гематоэнцефалический барьер.