Биологи из японского Университета Окинавы воссоздали трехмерную структуру белка Plasmodium falciparum — возбудителя малярии и антител, действующих в качестве первой линии обороны против паразита. Белковая структура помогла понять ученым, как малярия дурачит иммунную систему человека. Результаты исследования напечатаны в научном издании «Исследования клетки».
Биологи, возглавляемые профессором Ульфом Скоглундом, глубоко изучили структуру белка Plasmodium falciparum, который передается человеку при укусе комарами Anopheles. Структурные связи белка помогли понять, как малярия обманывает нашу иммунную систему. Кроме того, исследование предоставило ценные знания для разработки противомалярийных препаратов. При укусе малярийного комара паразит проникает в тело и быстро находит печень — там он заражает эритроциты, а дальше инфекция мгновенно разносится по организму.
Создав трехмерную модель белкового комплекса PfEMP1 и IgM, биологи могут проследить весь путь возбудителя болезни и составить план противодействия инфекции без ущерба для иммунной системы пациента. Важно не просто вылечить малярию, но и не ослабить организм. Ученые разработали стратегию борьбы с малярией, для чего необходимо формирование розетки в форме кластеров из неинфицированных эритроцитов, окружающих зараженный эритроцит.
Поскольку паразит в центральной ячейке розетки может легко заразить окружающие клетки, малярийная розетка распространяет инфекцию. Кроме того, создание розетки связано с тяжелой формой малярии и высокой температурой. В мелких кровеносных сосудах большие розетки связываются со стенками капилляров и препятствуют нормальному кровотоку, в результате чего тело реагирует высокой температурой — это реакция иммунной системы. Поскольку дети и пожилые люди имеют более тонкие капилляры, риск осложнений возрастает.
Ключевым для формирования розетки является мембранный белок PfEMP1 в эритроцитах, зараженных Plasmodium falciparum. PfEMP1 выделяется из зараженной клетки крови и обманывает первую оборону против малярии — т.н. антитела IgM. IgM связываются с патогеном или зараженными патогенными клетками и вызывают другие иммунные молекулы, например, системы комплемента.
Ученые Университета Окинавы продемонстрировали, что IgM связывают 1-2 молекулы белка PfEMP1, образуя форму в виде букета на поверхности инфицированных клеток. Паразит малярии использует эти IgM в свою пользу, потому что букет привлекает больше красных кровяных клеток, способствующих образованию розеток. Кроме того, IgM в этом букете не в состоянии связать систему комплемента и уничтожить зараженную клетку. «Связь между PfEMP1s и IgM — как у идеальной липучки — в меру свободная, но несильная. Именно эта дьявольская инженерия обманывает нашу иммунную систему при малярии», прокомментировал открытие профессор Скоглунд.
