Малярийные паразиты способны оценивать калорийность рациона хозяина

Несмотря на то, что малярия ежедневно уносит жизнь одного ребёнка, подавляющее большинство инфицированных выживает — ежегодно регистрируется около 200 миллионов новых случаев заражения. Новое исследование показало, что возбудитель малярии, паразит Plasmodium, способен оценивать и активно адаптироваться к питательному статусу хозяина. Используя мышиные модели малярийной инфекции, учёные под руководством Марии М. Мота из Института молекулярной медицины в Лиссабоне (iMM Lisboa) обнаружили, что у мышей, потреблявших на 30% меньше калорий, паразитарная нагрузка была значительно ниже.

Паразиты Plasmodium размножаются внутри эритроцитов каждые 48 часов. Исследование, опубликованное в Nature, впервые показывает, что скорость репликации паразита зависит от количества калорий, потребляемых хозяином. Это, в конечном итоге, может определять исход инфекции: выживание или смерть.

«Это открытие меняет наше понимание динамики малярийных инфекций в полевых условиях и может быть крайне актуальным в свете тревожной глобальной тенденции роста числа людей с избыточным весом по сравнению с людьми с недостаточным весом, включая эндемичные по малярии регионы», — говорит Мария М. Мота.

Первоначальные результаты были встречены с удивлением. «В течение нескольких месяцев я была поражена тем, как быстро эти паразиты адаптируются, — говорит первый автор исследования Лилиана Мансио-Силва. — Это было очень захватывающе».

Существовало два возможных объяснения удивительному наблюдению: либо паразит активно адаптировался при переходе к хозяину с более низким потреблением калорий, либо ему было трудно размножаться из-за нехватки некоторых ключевых питательных веществ.

«Это один из лучших примеров, демонстрирующих, что малярийные паразиты оценивают и адаптируются к метаболической среде своего хозяина посредством транскрипционных и развивающих изменений, — сказал Мануэль Ллинас, профессор биохимии и молекулярной биологии Университета штата Пенсильвания и соавтор статьи. — Выяснение точного механизма этого процесса может привести к новым стратегиям терапевтического вмешательства для значительного снижения паразитарной нагрузки».

Исследователи контролировали потребление пищи мышами до заражения разными паразитами Plasmodium и изучали их реакцию. Они обнаружили, что паразиты, у которых отсутствовал фермент KIN, имели нарушенную реакцию на снижение доступности питательных веществ и размножались с той же скоростью, независимо от количества пищи, доступной мышам.

Эти результаты подразумевают, что KIN действует как сенсор питательных веществ и главный регулятор способности паразитов реагировать на изменения в питании, и что малярийные паразиты адаптируются активно.

Доктор Оливер Билкер, сотрудник по исследованиям из Института Сэнгера Wellcome Trust, сказал: «Это первый случай, когда кто-либо увидел, что паразит может активно ограничивать свой рост в зависимости от окружающей среды, и это полностью меняет наш взгляд на рост паразитов. Хотя для понимания полного значения этих открытий всё ещё необходимы будущие исследования, они могут иметь последствия не только для малярии, но и для других инфекционных заболеваний».

Данные также были удивительны в контексте того, что KIN не имеет многих ожидаемых черт других молекул-сенсоров питательных веществ, общих для дрожжей, растений и млекопитающих. Таким образом, эти открытия — лишь верхушка айсберга. Будущие исследования адаптации паразитов к пищевому статусу хозяина будут изучать, как контролируется KIN и кто его партнёры.

Более глубокое понимание этой системы может помочь исследователям разработать стратегии, которые обманут паразита, заставив его замедлить репликацию, чтобы облегчить контроль над ним.