Расшифровка генетических секретов малярийного паразита
Исследователи из Института Фрэнсиса Крика разработали новый метод контроля времени удаления генов у малярийного плазмодия, что может привести к созданию более эффективных вакцин.
Новое исследование, опубликованное в mBio, предоставляет новый способ для учёных удалять гены у малярийного паразита на разных стадиях его жизненного цикла. Это поможет лучше понять генетику болезни и может позволить создать плазмодии с «кнопкой самоуничтожения» для более безопасных и эффективных вакцин.
Малярия — одно из самых смертоносных заболеваний в мире: в 2017 году было зарегистрировано около 219 млн случаев и 435 000 смертей. Более 95% этих случаев вызваны паразитом Plasmodium falciparum.
Изучать малярийного паразита сложно из-за его многостадийного жизненного цикла: заражение комара, передача человеку, вторжение в клетки печени и размножение, распространение по кровотоку, откуда он снова попадает в комара и передаётся новому человеку. Распространённый метод изучения функции гена — его «удаление» из генома для наблюдения за процессами, в которых он участвует. Однако многие гены малярийного паразита необходимы для его роста в клеточной культуре, где проводятся генетические модификации, поэтому изучить их функцию на поздних стадиях невозможно.
Используя сложные методы редактирования генома, команда разработала новый способ контролировать время удаления гена. Они создали «переключатель», чтобы выбранные гены удалялись только при введении препарата рапамицина. Это позволяет изучать функцию генов на разных этапах жизненного цикла.
«Это открывает совершенно новый путь для исследователей, чтобы изучить гены этого паразита и больше понять об их функции и важности», — говорит ведущий автор Марта Тибурсио. «Ген, жизненно важный для организма на ранних стадиях жизни, теперь можно изучать глубже, чем когда-либо, чтобы увидеть, какую роль он может играть на более поздних этапах. Это также важно для поиска лучших мишеней для лекарств, которые в идеале должны быть важны на всех стадиях жизненного цикла».
Для проверки метода команда применила его к гену AMA1, функции которого, возможно, ещё не полностью идентифицированы. Известно, что он важен для вторжения в эритроциты, и с помощью нового метода учёные надеются глубже исследовать его роль на поздних стадиях.
«Современные вакцины неэффективны, и наблюдается устойчивость ко всем методам лечения малярии, — говорит Мориц Трек, руководитель группы в Лаборатории сигнализации в аптикомплексных паразитах Института Крика. — Возможность удалять гены на поздних стадиях жизненного цикла малярии может привести к разработке новых вакцин в форме ослабленных паразитов, которые позволят организму выработать сильный иммунный ответ.
В настоящее время живые вакцины используют модифицированный штамм, который погибает вскоре после попадания в печень. Однако это означает, что иммунная система не «обучается» борьбе с паразитом на более поздних стадиях, поэтому вакцина менее эффективна. Если бы мы могли создать модифицированного малярийного паразита, который теряет жизненно важные гены в конце своего жизненного цикла, это было бы очень интересно. Такой подход всё ещё находится на расстоянии как минимум десяти лет, но это приближает нас на шаг ближе».