Как смъртоносните паразити се промъкват в човешката клетка

При приплъзване клетката се движи по дадена повърхност, без да променя формата си. Подобен начин на движение е характерен за паразитите тип Спорозоа (Apicomplexa), като например Плазмодият или паразитът представител на монотипния род Toxoplasma. Те се предават съответно чрез комарите и котките и имат огромно влияние върху здравето на хората по целия свят.

Плазмодият причинява 228 милиона инфекции с малария годишно и води до смъртта на около 400 000 души.

Токсоплазмите, които засягат всеки трети жител на планетата, могат да създадат сериозни проблеми при някои хора, като при бременност са изключително опасни.

Приплъзване на паразита

Приплъзването (или хлъзгането) позволява на паразитите Apicomplexa да проникнат и да се движат между клетките гостоприемници. При навлизане в човешкото тяло след ухапване от комар, Плазмодият прониква в човешката кожа, след което навлиза в кръвоносните съдове. За да се случи това, той разчита на актин и миозин – протеини, които са необходими на хората и други гръбначни животни, за да движат мускулите си. Миозинът има своеобразни молекулни „крачета“, които се движат заедно с влакънцата на актина. Съвместната им работа създава самото движение.

При паразитите Apicomplexa, миозинът си взаимодейства с още няколко протеини и образува комплекс, наречен glideosome. Учените все още не са изяснили как точно функционира той, защото молекулната структура на повечето протеини, изграждащи комплекса, са непознати. Ако се разгадае механизмът, ще бъде възможно да се открие лекарство, което да не позволява създаването му, а оттам и да спре развитието на болести като малария и токсоплазмоза.

Протеинът ELC ускорява движението на паразита

Учени от Европейската лаборатория по молекулярна биология в Хамбург анализират молекулната структура на протеина ELC, който свързва комплекса glideosome директно с миозина. Благодарение на него е възможно самото придвижване, но до момента не бяха проучени структурата и конкретната му роля. Експертите успяват да разберат повече за протеина като извършват рентгенова кристалография и ЯМР, докато той е свързан с миозин А в паразитите Токсоплазмоза гондии и Плазмодий фалципарум.

Проучването е публикувано в списание „Communications Biology“ и разкрива, че протеинът ELC служи като кокили при свързването с миозин А. Така миозинът успява да направи по-дълги „крачки“ и да ускори плъзгащите движения на паразита.

Ролята на калция

Експертите насочват вниманието си и върху калция при свързването на протеина с миозин А, който предполагат, че регулира приплъзването. За тяхно учудване се оказва, че той не влияе върху структурата на ELC, но въпреки това повишава стабилността на самия ELC-миозин A комплекс.

Матю Баулър, учен от Европейската лаборатория по молекулярна биология (ЕЛМБ) в Гренобъл, който работи върху имунния отговор на тялото, след като е атакувано от токсоплазми, смята, че анализите на екипа разкриват неподозирани до момента факти за начина на придвижване на тези организми.

Баулър е изненадан от новите факти, свързани с паразитите, когато се намират извън клетката гостоприемник. Според него това е като да виждаш как сглобяват пред очите ти двигател. Ученият вярва, че откритието може да даде нов тласък в разработването на ефикасни лекарства за лечение на болестите, които организмите предизвикват.

Мария Бернабьо, член на екипа на ЕЛМБ в Барселона, който изследва съдовата дисфункция при церебрална малария, добавя: „Проникването на плазмодия през кожата е първият етап от заразяването. Ако тогава успеем да атакуваме паразита, имаме големи шансове да предотвратим усложнения при човека, защото броят на паразитите е не повече от стотина. Сега, когато имаме известна яснота за начина, по който той се движи, можем да се съсредоточим върху откриването на медикамент или ваксина срещу плазмодиите, преди да са се размножили неконтролируемо.“

Интердисциплинарно сътрудничество

Резултатите са налице благодарение на усилията на структурни биолози и паразитолози от ЕЛМБ в Хамбург и Центъра за биология на структурните системи. Те получават безценна помощ и от учени от Института за тропическа медицина „Bernhard Nocht“, университета в Хамбург и университета „Martin-Luther.“ Заедно експертите успяват да дадат отговори на много въпроси, свързани с биологичните процеси и възможните стратегии за борба с паразитните болести.