Activitatea genetică a atlasului parazitar al malariei oferă noi ținte pentru medicamente și vaccinuri

Ciclul de transmitere a parazitului malariei între gazda umană și vectorul țânțar (sus) și harta activității genei celulelor parazite în diferite etape ale ciclului (jos). Fiecare culoare reprezintă o fază a ciclului de viață. Credit: Real și colab.

Cercetătorii au cartografiat în detaliu modificările genetice prin care trec paraziții malariei în timp ce se pregătesc să infecteze oamenii.

Atlasul mapează parazitul malariei Plasmodium falciparum într-un detaliu celular fără precedent, deoarece se dezvoltă în țânțari și se pregătește să infecteze oamenii prin mușcătură. Această investigație aprofundată ar putea duce la noi modalități de blocare a etapelor cheie în dezvoltarea parazitului și prevenirea transmiterii viitoare de medicamente sau vaccinuri.

Tantarii sunt din ce in ce mai rezistenti la pesticide, iar parazitul cauzator de malarie devine tot mai rezistent la medicamentele anti-aviare. Acest lucru a creat o nevoie urgentă de noi modalități de combatere a malariei, care a cauzat aproximativ 229 de milioane de cazuri și 409.000 de decese în 2019, majoritatea fiind copii mici din Africa subsahariană.

Pentru a revitaliza eforturile de descoperire a medicamentelor sau vaccinurilor, o echipă din laboratorul profesorului Jake Baum din Aberystwyth Colegiul Imperial din Londra și laboratorul Dr. Mara Lawniczak de la Institutul Wellcome Sanger a examinat în detaliu parazitul uman fără precedent al malariei Plasmodium falciparum. Rezultatele lor vor fi publicate astăzi (27 mai 2021) la Comunicarea naturii.

Activitatea genei parazitului malariei umane

Complot 3D al activității genetice în paraziții malariei umane în diferite etape ale ciclului de viață. Credit: Real și colab.

P. falciparum se dezvoltă în centrul țânțarului înainte de a călători spre glandele salivare ale țânțarului, gata să infecteze oamenii atunci când mușcătura insectei. În timpul acestor etape, parazitul trece prin mai multe etape importante pentru dezvoltarea și capacitatea de transfer, inclusiv schimbarea în diferite forme.

Echipa a urmărit modul în care acești pași au fost controlați prin analiza activității genelor pe tot parcursul procesului. Ei au izolat diferitele forme ale parazitului și au produs 1467 de transcrieri – hărți prin care genele din celule individuale sunt activate sau dezactivate în diferite etape.

Când genele sunt pornite, ele conduc celula să producă diferite proteine ​​și să conducă la modificări de dezvoltare, cum ar fi determinarea parazitului de a părăsi moașele și colonizarea glandei salivare a țânțarului sau călătorirea prin celulele umane pentru a ajunge la ficat, unde se pregătește parazitul. să invadeze mai multe celule umane.

Cunoașterea modului în care aceste procese funcționează în detaliu la nivel celular dezvăluie cercetătorilor noi ținte care ar putea fi blocate pentru a preveni dezvoltarea, prevenind transmiterea parazitului.

Dr. Eliana Real, de la Departamentul Imperial Life Sciences: „Deoarece se bazează direct pe parazitul uman-infecțios, noile noastre date au implicații clare pentru controlul malariei, care se concentrează mai mult pe strategiile de blocare a transmisiei pentru medicamentele care ucid parazitul în se deplasează între etape și vaccinuri de protecție. Înțelegerea modului în care paraziții se comportă transcripțional în interiorul vectorului țânțar oferă o bază din care vor apărea cu siguranță noi strategii. ”

Pe lângă cercetarea întregului ciclu de transmisie al parazitului, echipa s-a concentrat asupra a ceea ce este cunoscut sub numele de stadiul sporozoitic: forma eliberată pe pielea umană în timpul mușcăturii de țânțar. Au sortat paraziți din interiorul țânțarului în timpul dezvoltării și au izolat sporozoii după o mușcătură infecțioasă, în timp ce interacționau cu celulele pielii umane. Procedând astfel, au reușit să găsească modele specifice de exprimare a genelor care definesc fiecare dintre etapele critice din aceste procese.

Virginia Howick, fostă a Fundației Wellcome Sanger și acum cu sediul în Universitatea din Glasgow, a spus el: “Această granularitate delicată ne permite să urmărim procesele de dezvoltare ale sporozoitului și să propunem noi ținte mecaniciste esențiale pentru toate etapele viitoare și ținte vaccinale pentru blocarea infecției cu malarie.”

Echipa a reușit, de asemenea, să își compare datele cu un set similar al parazitului asociat Plasmodium berghei, un parazit al malariei rozătoare care este adesea folosit ca model pentru studiul bolii malariei în laborator. Acest lucru a arătat ce gene sunt comune între specii și care sunt specifice versiunii umane a parazitului.

Dr. Farah Dahalan, de la Departamentul de Științe ale Vieții Imperiale: „Acest nivel de supraveghere a genelor la nivelul paraziților individuali de-a lungul ciclului său de viață va oferi o resursă neprețuită cercetătorilor pentru a descoperi elemente neexplorate ale Plasmodium, biologia celulelor Plasmodium. ‘Din față. biologia speciilor și dezvoltarea metodelor de control care vizează căi specifice sau pun bazele pentru îmbunătățirea vaccinului. “

Cercetătorii și-au pus la dispoziție toate datele pe un site web interactiv, unde profilul de transcripție al oricărei gene din orice etapă a ciclului de viață al Plasmodium poate fi vizualizat cu ușurință și în mod liber.

Referință: 27 mai 2021, Comunicarea naturii.
DOI: 10.1038 / a41467-021-23434-z

Cercetarea a fost finanțată de Wellcome, Fundația Bill & Melinda Gates și Societatea Regală.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.