Как малярийный паразит защищается от лихорадки
Ген PfAP2-HS позволяет малярийному паразиту защищаться от неблагоприятных условий в организме хозяина, включая повышенную температуру (лихорадку). К такому выводу пришло новое исследование под руководством Барселонского института глобального здравоохранения (ISGlobal). Работа, опубликованная в Nature Microbiology, отвечает на давний вопрос о том, как паразит реагирует на изменения окружающей среды.
Заражение Plasmodium falciparum (вызывает одну из самых тяжелых форм малярии у людей) характеризуется периодическими лихорадками. Повышение температуры — часть защитной реакции организма, которая нарушает стабильность клеточных белков и помогает снизить количество паразитов. В свою очередь, большинство организмов имеют защитный механизм против повышенных температур: экспрессию белков теплового шока (HSP), которые действуют как шапероны.
«У большинства эукариот, от дрожжей до млекопитающих, экспрессия этих белков зависит от высококонсервативного фактора транскрипции HSF1, — объясняет Альфред Кортес, координатор исследования. — Однако у малярийных паразитов, которые также являются эукариотами, гена HSF1 нет, хотя мы знаем, что они могут выживать при лихорадочных температурах».
Исследователи обнаружили, что лабораторная линия P. falciparum потеряла способность выживать при 41,5°C из-за мутации в гене, названном PfAP2-HS. Было показано, что PfAP2-HS действует как фактор транскрипции, активируя экспрессию белков теплового шока hsp70-1 и hsp90, связываясь с их промоторами («включателями» генов).
Генно-модифицированные паразиты без гена PfAP2-HS не только хуже выживали при повышенных температурах, но и демонстрировали замедленный рост при «нормальной» температуре 37°C.
«Это означает, что помимо своей роли в защитной реакции на тепловой шок, PfAP2-HS также важен для поддержания стабильности белков паразита при базовых температурах», — говорит первый автор исследования Элизабет Тинто-Фонт.
Кроме того, отсутствие PfAP2-HS у P. falciparum привело к повышению чувствительности паразита к противомалярийному препарату артемизинину из-за нарушения белкового баланса.
Исследователи обнаружили гомологи PfAP2-HS у всех проанализированных видов Plasmodium, даже у тех, которые заражают мышей и не вызывают лихорадки.
«Это говорит о том, что, по крайней мере у этих видов, реакция, управляемая AP2-HS, может защищать от других неблагоприятных условий в организме хозяина», — отмечает Кортес.
PfAP2-HS — первый описанный у Plasmodium фактор транскрипции, способный регулировать реакции на неблагоприятные условия в хозяине, включая лихорадку. Он действует как «дирижер оркестра», координируя другие белки, участвующие в ответе.