מדענים חשפו כלי חדש לחקר התכונות המשתנות ביותר המאפשרות לטפילי מלריה להיצמד לתאי דם אדומים ולהתחמק ממערכת החיסון.
המחקר, שפורסם היום כ-Reviewed Preprint ב eLifeמציג גישה חשובה להפקה Plasmodium falciparum קווי טפיל המבטאים גרסאות ספציפיות של מולקולת אדהזין דביקה, לפי של eLife עורכים. הם אומרים שזה גם מספק ראיות משכנעות לפלטפורמה חדשנית וקפדנית שיכולה לחקור כיצד מלריה גורמת למחלות.
היכולת של טפיל המלריה האנושי להיצמד לתאי דם אדומים – הנקראים ציטואדהזיה – מאפשרת לו להימלט מפינוי על ידי מערכת החיסון ולגרום להצטברות של תאי דם אדומים נגועים באיברים מרכזיים, עם השלכות מסכנות חיים.
ציטו-הדבקה מתאפשרת על ידי בני משפחת חלבונים הנקראת 'P. falciparum erythrocyte membrane protein 1' – או PfEMP1. כל טפיל מייצר רק סוג אחד של PfEMP1 בכל עת, הנשלט על ידי הגנים שלו, והוא יכול לעבור בין צורות שונות של PfEMP1 כדי למנוע זיהוי חיסוני.
"בעיה מרכזית בחקר PfEMP1 היא שכאשר אתה מגדל מלריה במעבדה, זה גורם לאוכלוסיית טפילים עם חלבוני PfEMP1 מגוונים בעלי תכונות שונות", מסביר המחבר הראשי יעקב קרונסהאגן, בזמן המחקר, דוקטורנט שיתף בין מעבדות ברוכהאוס ושפילמן במכון ברנהרד נוכט לרפואה טרופית, המבורג, גרמניה. "חוקרים ניסו לבחור זני טפילים המייצרים חלבוני PfEMP1 מסוימים, או להשתמש בנוגדנים כדי לחקור אותם, אבל זה הוכיח את עצמו כמאתגר".
כדי לתת מענה לכך, השתמשו Cronshagen ועמיתיו בשיטה הנקראת Selection Linked Integration (SLI), שבה משתמשים באנטיביוטיקה להעשרת טפילים שמכילים סוג מסוים של חלבון באופן סלקטיבי. זה יצר טפילים שבעיקר מייצרים חלבון PfEMP1 ספציפי אחד, מה שמאפשר לצוות ללמוד את היבטי הביולוגיה של PfEMP1 ביתר פירוט.
לדוגמה, עבודות קודמות הצביעו על כך שמוטנטים של חלבונים שונים המעורבים בסחר של PfEMP1 חוסמים את ההובלה שלו בנקודות שונות כאשר הוא נע אל פני השטח של תאי דם אדומים. המחברים השתמשו בשיטת SLI החדשה שלהם כדי להשיג טפילים המבטאים כולם גרסה מתויגת של PfEMP1, מה שמאפשר להם לעקוב אחר תנועותיו. יתרה מכך, המחברים השתמשו בשיטה החדשה שלהם כדי לחקור את ה-PfEMP1 'פרוקסיומה' – כלומר, קבוצת החלבונים המשתפת פעולה באופן הדוק ביותר עם PfEMP1 במהלך התפתחות זיהום במלריה – ובנוסף לאישוש קשרים ידועים, הם זיהו שני חלבונים חדשים מעורבים בתהליך הציטואדהזיה.
דרישה חיונית נוספת לחקר חלבוני PfEMP1 הפתוגניים הללו היא לאפשר לטפיל לעבור בין גרסאות PfEMP1 כפי שהיה עושה באופן טבעי במהלך זיהום מלריה מתפתח. הצוות בדק זאת על ידי הסרת האנטיביוטיקה ששימשה לבחירה ב-PfEMP1 הספציפי, ומצא שהטפילים התפתחו מאוכלוסיה אחידה שכולם מייצרים את אותו PfEMP1, לאוכלוסייה מגוונת שמייצרת מגוון של גרסאות PfEMP1.
האופן שבו PfEMP1 מתפקד וכיצד הוא מנוטרל על ידי נוגדנים אנושיים נחשפים יותר ויותר ברמה מבנית והם חיוניים להבנת פתולוגיה של מלריה ותגובות חיסון בחולים. היכולת הפשוטה ליצור קווי טפיל נצמדים לתאים המבטאים באופן אחיד PfEMP1 אחד של עניין תפתח גישות חדשות לחסימת חלבוני פתוגניות אלה כאסטרטגיה טיפולית חדשה במלריה."
טוביאס שפילמן, מחבר בכיר, ראש קבוצת מחקר במכון ברנהרד נוכט לרפואה טרופית
