根據(jù)一項國際研究小組的一項新研究，人體血液中脂肪分子的消耗推動瘧疾寄生蟲停止復(fù)制并引起人們的疾病，而不是跳到蚊子繼續(xù)傳播周期。

這一發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)上公布細(xì)胞11月9日，回答關(guān)于什么控制在生命周期中這關(guān)鍵的一步一個長期的問題，惡性瘧原蟲，寄生蟲負(fù)責(zé)大約50萬全球每年瘧疾死亡。它還可以為瘧疾控制和治療的新戰(zhàn)略打開大門。

研究人員發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵分子具有吸引人的名稱溶血磷脂酰膽堿，簡稱LPC。研究小組發(fā)現(xiàn)，它似乎是寄生蟲在分裂時用來構(gòu)建新細(xì)胞膜的基石。

“當(dāng)LPC豐富時，寄生蟲會在人類中快樂地繁殖，”哈佛醫(yī)學(xué)院Jon Clardy實驗室研究員，該研究的共同第一作者JP Gerdt說。“當(dāng)LPC下降時，寄生蟲不再繁殖，并致力于不同的途徑。”

“這是剖析正在發(fā)生的細(xì)節(jié)的第一個重要步驟，”Gerdt補(bǔ)充說。

這項研究的目的是闡明瘧原蟲決策中的生化激勵因素。克拉迪警告克拉迪，Hsien Wu和Daisy Yen Wu HMS的生物化學(xué)和分子藥理學(xué)教授以及該研究的共同作者，這一研究結(jié)果并不會立即轉(zhuǎn)化為新療法。

即便如此，克拉迪說，通過查明以前未知的控制開關(guān)，該工作提出了一些新方法，試圖阻止瘧原蟲寄生蟲重新進(jìn)入蚊子并感染更多人 - 這是全球瘧疾根除計劃的一個主要目標(biāo)。

“治療抗瘧疾藥物的患者通常會殺死復(fù)制的寄生蟲，但如果你不能阻止傳播，這種疾病永遠(yuǎn)不會從人群中消失，”共同通訊作者，哈佛大學(xué)免疫學(xué)和傳染病兼職教授馬蒂亞斯馬蒂說。 TH Chan公共衛(wèi)生學(xué)院和格拉斯哥大學(xué)惠康分子寄生蟲學(xué)中心教授。

歸零

瘧原蟲寄生蟲導(dǎo)致復(fù)雜的生命。

它們通過感染的按蚊蚊子叮咬進(jìn)入人類，首先聚集在肝臟中，然后聚集在紅細(xì)胞中，在那里它們繁殖并以導(dǎo)致疾病波動的周期爆發(fā)。

最終，如果宿主幸運(yùn)地存活下來，一些寄生蟲會停止繁殖，并遵循一種稱為性承諾或分化的不同路徑。在Gerdt比作寄生性青春期時，它們從無性變?yōu)橛行陨铩?/p>

如果蚊子在這個階段咬傷一個受感染的人，寄生蟲 - 現(xiàn)在男性和女性 - 返回昆蟲并繁殖。傳輸周期重新開始。

“幾乎我們試圖治療瘧疾的所有事情都處于血液階段，因為當(dāng)你知道人們擁有血液階段時，”克拉迪說。“根據(jù)消除瘧疾的運(yùn)動，研究人員最近正在努力研究傳播階段。”

盡管性承諾是瘧疾動態(tài)的關(guān)鍵，但科學(xué)家并不知道是什么促使人們?nèi)绱?。三年前，?dāng)時擔(dān)任哈佛禪學(xué)院副教授的馬蒂和研究共同第一作者，后來成為馬蒂實驗室博士后研究員的尼古拉斯·布蘭庫奇，開始研究人體內(nèi)是否有任何物質(zhì) - 而不是寄生蟲本身扮演一個角色。

為了找到答案，他們將他們在寄生蟲學(xué)方面的專業(yè)知識與克拉迪實驗室的專業(yè)相結(jié)合，追蹤分子信號的來源。

血液中的東西

當(dāng)研究人員在燒瓶中培養(yǎng)瘧原蟲細(xì)胞而沒有通常的人血清浴時，寄生蟲跳過復(fù)制并直接進(jìn)行性承諾 - 暗示控制開關(guān)潛伏在缺失的血液中。

接下來，研究人員用血清培養(yǎng)了瘧原蟲。正如預(yù)期的那樣，一段時間后寄生蟲失去了復(fù)制的熱情并開始進(jìn)行性承諾。但當(dāng)團(tuán)隊添加新鮮血清時，寄生蟲繼續(xù)復(fù)制。他們確實從血清中攫取了一些東西。

研究人員決定分離并研究所有血清成分，看看他們是否能識別出正在發(fā)揮的分子或分子。

“血清是如此復(fù)雜;沒有人會做那樣的測試，”馬蒂回憶說。“但它確實奏效了。我們找到了一個必要且足以規(guī)范性承諾的單一因素。”

隨著每輪寄生蟲復(fù)制，研究人員觀察到LPC水平下降。當(dāng)LPC足夠低時，寄生蟲轉(zhuǎn)向性承諾。

熒光顯微鏡顯示瘧原蟲細(xì)胞在準(zhǔn)備分裂時從血液中吸收LPC。

“寄生蟲吸食它，”格爾德說。

科學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)寄生蟲感覺到他們的原材料運(yùn)行不足時，他們會改變策略。

研究人員在瘧疾小鼠模型中發(fā)現(xiàn)了類似的LPC耗盡模式。他們的研究結(jié)果得到了先前發(fā)表的研究的血清數(shù)據(jù)的進(jìn)一步強(qiáng)化，這些研究顯示LPC耗竭是人類急性瘧疾感染的標(biāo)志。

測試水域

該研究首次確定了瘧原蟲用作環(huán)境傳感器的人體宿主因子。

“起初這是令人驚訝的，但一旦你了解它，它就有意義了，”馬蒂說。“畢竟，瘧原蟲是一種血液寄生蟲，它在其生命周期中經(jīng)歷了許多不同的環(huán)境。它會對這些環(huán)境進(jìn)行采樣，在這種情況下，它會在急性瘧疾感染期間通過決定進(jìn)入瘧疾感染來降低血液中的LPC水平。蚊子。“

克拉迪說，從研究結(jié)果轉(zhuǎn)向瘧疾治療并不是直截了當(dāng)?shù)?。例如，醫(yī)生不能簡單地耗盡LPC以防止寄生蟲復(fù)制，因為LPC在體內(nèi)起重要作用，包括形成健康的細(xì)胞膜。

盡管如此，現(xiàn)在他們知道寄生蟲如何調(diào)節(jié)傳播的“至少第一步和幾個下游步驟”，馬蒂說他設(shè)想了新的組合策略，可以安全地阻止傳播，同時也治療已經(jīng)患有瘧疾的人。

Brancucci目前在巴塞爾的瑞士熱帶和公共衛(wèi)生研究所工作。