Работа опубликована в журнале Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. Исследование провела группа Nanomalaria, объединяющая специалистов Института биоинженерии Барселоны (IBEC) и Барселонского института глобального здравоохранения (ISGlobal). Исследователи изучали молекулярные механизмы выживания паразита Plasmodium falciparum, вызывающего самую опасную форму малярии.
Особое внимание они уделили белкам с внутренне неупорядоченной структурой — участкам молекул, которые не формируют стабильную форму. Такие белки особенно склонны к агрегации, то есть слипанию в нерастворимые скопления. У человека подобные процессы связаны с болезнями Альцгеймера и Паркинсона, но у малярийного паразита они могут быть частью защитного механизма.
Паразит обладает собственной системой, поддерживающей протеостаз — баланс между созданием, сворачиванием и разрушением белков. Тем не менее, ученые обнаружили, что можно нарушить этот баланс. Они искусственно увеличили количество белка PfUT, содержащего неупорядоченный участок, и вызвали его агрегацию.
Результат оказался значительным: рост паразита замедлился, поскольку избыточная агрегация вызвала так называемый протеотоксический стресс — повреждение клеток из-за неправильного сворачивания белков. Однако полного уничтожения паразита не произошло. Он оказался устойчивее, чем предполагалось, и смог частично восстановиться.
Это открытие подчеркивает слабое место P. falciparum. Исследователи считают, что можно разработать лекарства, которые будут усиливать агрегацию уязвимых белков или мешать паразиту справляться с этим процессом. Такие препараты могут стать новым направлением в лечении малярии.
Как отметил один из авторов работы, Фернандес-Бускетс, способность паразита контролировать хрупкий белковый баланс — его преимущество, но в этом же и его уязвимость. Целенаправленное вмешательство в эти механизмы может дать человечеству новый инструмент в борьбе с заболеванием, которое ежегодно уносит сотни тысяч жизней.
Впрочем, прежде чем перейти к разработке лекарств, ученым предстоит выяснить, сохраняется ли эта уязвимость на всех стадиях жизненного цикла паразита. Кроме того, необходимо убедиться, что воздействие на белки паразита не нанесет вред организму человека.
Пока одни исследователи ищут способы дестабилизировать белковую систему паразита изнутри, другие изучают, как он вообще научился заражать человека. Новый взгляд на эволюцию экспортируемых белков P. falciparum подсказывает, где еще можно нанести точечный удар — об этом вы можете прочитать в этой статье.