Малярийные эритроциты погибают от обжорства

Биологи нашли ген, которым малярийный плазмодий «дырявит» эритроциты. Через малярийные отверстия - ионные каналы – паразит получает питательные вещества. Теперь ученые думают над тем, как «залатать» молекулярные дырки и заморить плазмодий голодом.

Исследователи из научных центров США под руководством доктора Санья Десаи (Sanjay A. Desai) из Национального института аллергологии и инфекционных заболеваний (National Institute of Allergy and Infectious Diseases) нашли ген, которым возбудитель малярии «выкачивает» питательные вещества из кровяного русла. Это означает, что клетку можно «запереть на замок», и тем самым посадить малярийный плазмодий на жесткую диету. Вероятно, от голода он погибнет не сразу, но размножаться точно не сможет.

Малярия пробуждает аппетит

Биологи давно знали, что инфицированные эритроциты (красные кровяные тельца) обладают повышенной проницаемостью к питательным веществам, растворенным в плазме крови: больной эритроцит «всасывает» сахара, аминокислоты, витамины и пурины всегда, даже если в окружающей среде (плазме) этих соединений меньше, чем в клетке. То есть, зараженные эритроциты становятся «прожорливыми» и «набивают себе брюхо» до тех пор, пока не лопнут - лизируют. Такой механизм - «смерть клетки от обжорства» -- помогает плазмодию получать вещества, необходимые для размножения и развития: паразиты растут и заполняют эритроцит, от которого остается только периферическая каемка. Когда же эритроцит лопается, плазмодии выходят в кровяное русло и инфицируют другие клетки.

Ученые объясняют, что описанные процессы связаны с появлением дополнительных ионных каналов – «молекулярных дырок», обеспечивающих повышенную проницаемость эритроцитарной мембраны. Теоретически, если эти «дырки» залатать (блокировать специальными ингибиторами), то плазмодию придется сесть на диету – питаться только гемоглобином, который содержится внутри эритроцита. Все соединения плазмы не просочатся внутрь эритроцита – останутся снаружи. Без сахаров, пуринов и аминокислот плазмодий не сможет размножаться.

Впрочем, в лабораторных исследованиях биологи уже экспериментировали с «ключами», которые запирают клетку на замок. Но ученые не знали, откуда берутся «молекулярные дырки»: предположительно, малярийный плазмодий может активизировать ионные каналы самой клетки, а может и «дырявить» мембрану своими молекулами.

Доктор Санья Десай и его коллеги изучили две разновидности паразитов Plasmodium falciparum (Dd2 и HB3) и ионные каналы PSAC, которыми плазмодий «вкачивает» в клетку питательные вещества. Биологи выяснили, что малярийный плазмодий использует собственные белки. Причем за мембранные «дырки» отвечает всего лишь один малярийный ген – clag3. Правда, пока ученые не знают, использует ли плазмодий только свой белок (продукт гена clag3), или у него есть «пособник» -- неизвестный белок клетки хозяина.

Команде доктора Десай только предстоит ответить на этот и другие вопросы. Тем не менее, полученные результаты означают, что эритроцитарные «дырки» можно залатать и на генетическом уровне. Подробнее о результатах и ходе эксперимента можно прочитать в статье Malaria Parasite clag3 Genes Determine Channel-Mediated Nutrient Uptake by Infected Red Blood Cells,опубликованной в журнале Cell.