Мониторинг малярийного паразита выявил развивающуюся лекарственную устойчивость и историю инфекции

Ученые обнаружили, что малярийный паразит Plasmodium vivax быстро эволюционирует, приспосабливаясь к условиям в разных географических регионах, в частности, чтобы защитить себя от широко используемых противомалярийных препаратов. Исследование, опубликованное в Nature Genetics, закладывает основу для использования геномного надзора для разработки эффективных стратегий контроля и ликвидации малярии.

P. vivax в основном встречается в Азии и Южной Америке, и 2,5 миллиарда человек во всем мире подвержены риску заражения. Этот вид малярийного паразита печально известен своей сложностью для изучения, и новое исследование создало один из крупнейших на сегодняшний день геномных наборов данных по этому виду, доступных всем исследователям.

Международная команда под руководством профессора Доминика Квятковски из Института Сэнгера и Центра генетики человека Wellcome Trust изучила геномы более 200 образцов паразитов из различных регионов Юго-Восточной Азии, определив штаммы у каждого пациента и раскрыв историю их инфекций.

В отличие от своего более изученного родственника Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax может оставаться в спящем состоянии в печени человека годами, пока не вызовет рецидив малярии. Его чрезвычайно сложно культивировать в лабораторных условиях, а у пациентов в крови очень низкий уровень ДНК P. vivax. Только сейчас, с помощью современных технологий секвенирования ДНК, стало возможным детально изучить генетику паразита, вызывающего рецидивирующую малярию.

Исследователи обнаружили, что паразиты быстро эволюционируют, чтобы ускользнуть от действия противомалярийных препаратов. Они выявили, что P. vivax эволюционировал по-разному в Таиланде, Камбодже и Индонезии, вероятно, из-за разного использования лекарств в каждом регионе. Это исследование показало, что геномные сигналы могут помочь выявлять локальные очаги лекарственной устойчивости по мере их возникновения, что может поддержать местные службы общественного здравоохранения.

Доктор Ричард Пирсон, первый автор статьи из Института Сэнгера: "Мы видим по геному, что лекарственная устойчивость является огромным драйвером эволюции. Интересно, что в некоторых местах этот процесс, по-видимому, происходит в ответ на препараты, используемые в основном для лечения другого малярийного паразита, P. falciparum. Хотя точная причина неизвестна, это тревожный признак того, что лекарственная устойчивость глубоко укореняется в популяции паразитов".

Есть несколько возможных причин, по которым P. vivax может эволюционировать, чтобы ускользнуть от препаратов, используемых против P. falciparum. Многие люди являются носителями смешанных инфекций обоих видов паразитов, поэтому при лечении одного вида другой автоматически подвергается воздействию препарата. Бесконтрольное использование лекарств, когда многие люди принимают наиболее доступный, а не наиболее подходящий противомалярийный препарат, также может способствовать этому.

Еще одним ключевым открытием стало то, что, когда исследователи идентифицировали пациентов, в крови которых находилось несколько штаммов паразита, геномные данные позволили определить, насколько близко эти разные штаммы связаны друг с другом.

Профессор Квятковски: "Это означает, что теперь мы можем начать разбирать генетическую сложность отдельных инфекций Plasmodium vivax и выяснить, произошли ли паразиты от одного или нескольких укусов комаров. Это дает способ решения фундаментальных вопросов о том, как передается P. vivax и как он сохраняется в сообществе, и, в частности, о биологии рецидивирующих инфекций".

Профессор Рик Прайс из Оксфордского университета и Исследовательской школы здравоохранения Мензиса (Австралия): "Препаратом первой линии для лечения малярии vivax является хлорохин. Наше исследование показывает, что самые сильные доказательства эволюции наблюдаются в Папуа, Индонезия, где устойчивость P. vivax к хлорохину сейчас широко распространена. Эти данные предоставляют важную информацию, с которой мы можем начать определять механизмы лекарственной устойчивости у P. vivax".

Профессор Квятковски добавил: "Так долго не было возможности детально изучать геномы P. vivax в крупном масштабе, но теперь мы можем — и мы видим влияние использования лекарств на то, как эволюционируют паразиты. В ближайшем будущем геномные данные предоставят более мощные инструменты эпиднадзора тем, кто пытается решить эти проблемы и принимать решения о том, как контролировать и ликвидировать малярию".