Израильские ученые разобрали защитную систему малярийного плазмодия и показали, как ее разрушить

Международная команда ученых под руководством Института Вейцмана и Еврейского университета Иерусалима впервые разобрала систему защиты малярийного плазмодия. Это поможет в разработке противомалярийных препаратов.

За первые два десятилетия XXI века заболеваемость малярией резко снизилась благодаря новым лекарствам. Но болезнь остается огромной глобальной проблемой здравоохранения. От малярии ежегодно умирает более полумиллиона человек, большинство из которых – маленькие дети.

Главные усилия по искоренению болезни направлены на борьбу с комарами, которые через свои укусы переносят малярийного паразита – одноклеточный организм, принадлежащий к роду Plasmodium. Важную роль играют и противомалярийные препараты. Но за последние десятилетия многие лекарства утратили свою эффективность, поскольку паразиты стали к ним устойчивы.

Плазмодий немного напоминает повара, который готовит блюдо из ядовитой рыбы фугу. Небольшая ошибка – и изысканное блюдо превращается в смертельный яд.

Но плазмодий научился свою "рыбу фугу" готовить. Плазмодий питается гемоглобином, который он получает, проникая в эритроциты. При переработке гемоглобина высвобождается так называемый гема – железосодержащий молекулярный комплекс, необходимый для связывания кислорода. Гема в чистом виде плазмодий убивает, и паразит научился из опасных комплексов формировать безопасный кристалл – гемозоин.

Кристаллы были замечены еще в XIX веке, – они видны в обычный световой микроскоп. Но их роль в жизнедеятельности плазмодия выяснилась позднее. Было показано, что хинин и его более современные аналоги разрушают гемозоин, и высвободившиеся комплексы гема убивают паразита. Ученые научились выращивать кристаллы гемозоина в лаборатории, но синтетические кристаллы не могут точно передать механизмы работы природных аналогов.

Новая работа, которую провела международная команда ученых под руководством лабораторий Института Вейцмана и Еврейского университета Иерусалима посвящена исследованию естественных кристаллов гемозоина.

Работа опубликована в журнале ACS Central Science.

С помощью самых современных методов микроскопии ученые выяснили, как работает механизм формирования гемозоина у плазмодия. Ученым удалось проследить весь процесс – буквально атом за атомом. Оказалось, что гема бывают разными, они немного напоминают детали конструктора лего, и плазмодий знает, как их правильно склеивать.

Ученые считают, что исследование облегчит разработку новых противомалярийных препаратов, поскольку теперь можно уверенно предсказать, как будет происходить взаимодействие между кристаллами гемозоина и лекарством, которое должно кристалл разрушить. Результаты исследования показали, какие грани кристаллов растут быстрее других, и позволили определить те грани, рост которых с наибольшей вероятностью будет подавлен лекарством. Работа очень важна сегодня при растущей устойчивости плазмодия к лекарствам.