מחקר של חוקרי בית הספר לרפואה של אוניברסיטת אינדיאנה שופך אור חדש על האופן שבו טפילי Toxoplasma gondii מייצרים את החלבונים הדרושים להם כדי להיכנס לשלב רדום המאפשר להם להימלט מטיפול תרופתי. זה פורסם לאחרונה בהצטיינות מיוחדת ב- כתב עת לכימיה ביולוגית.
Toxoplasma gondii הוא טפיל חד-תאי שאנשים תופסים מצואה של חתולים, מתוצרת לא שטופה או בשר לא מבושל. הטפיל הדביק עד שליש מאוכלוסיית העולם, ולאחר שגרם למחלה קלה, הוא נמשך על ידי כניסה לשלב רדום השוכן בציסטות בכל הגוף, כולל המוח.
ציסטות טוקסופלזמה נקשרו לשינויי התנהגות והפרעות נוירולוגיות כמו סכיזופרניה. הם יכולים גם להפעיל מחדש כאשר המערכת החיסונית נחלשת, ולגרום לנזק לאיברים מסכן חיים. בעוד שתרופות זמינות להכניס טוקסופלזמה להפוגה, אין דרך לנקות את הזיהום. הבנה טובה יותר של האופן שבו הטפיל מתפתח לציסטות תעזור למדענים למצוא תרופה.
במשך שנים של עבודה משותפת, הפרופסורים של בית הספר לרפואה של IU Showalter Bill Sullivan, PhD, ורונלד C. Wek, PhD, הראו שטוקסופלזמה יוצרת ציסטות על ידי שינוי של החלבונים שנוצרים. חלבונים שולטים בגורל התאים ומקודדים על ידי mRNAs.
"אבל mRNAs יכולים להיות נוכחים בתאים מבלי להפוך לחלבון," אמר סאליבן. "הראינו שטוקסופלזמה משנה אילו mRNAs מיוצרים לחלבון כאשר הם הופכים לציסטות."
המחבר הראשי Vishakha Dey, PhD, פוסט-דוקטורט בבית הספר לרפואה של IU וחברה במעבדת Sullivan, בדק את מה שנקרא רצפי מנהיגים של גנים בשם BFD1 ו-BFD2, שניהם נחוצים לטוקסופלזמה ליצירת ציסטות.
mRNA לא רק מקודדים לחלבון, אלא הם מתחילים ברצף מנהיגים שמכיל מידע על מתי צריך להפוך את ה-mRNA הזה לחלבון."
Vishakha Dey, PhD, מחבר ראשי
לכל ה-mRNA יש מבנה הנקרא cap בתחילת רצף המנהיגים שלהם. ריבוזומים, הממירים mRNA לחלבון, נקשרים למכסה וסורקים את המנהיג עד שהוא מוצא את הקוד המתאים להתחיל לייצר את החלבון.
"מה שמצאנו הוא שבמהלך היווצרות ציסטה, BFD2 הופך לחלבון לאחר שהריבוזומים קושרים את המכסה וסורקים את המנהיג, כצפוי", אמר דיי. "אבל BFD1 אינו עומד במוסכמה הזו. הייצור שלו אינו מסתמך על מכסת ה-mRNA כמו רוב ה-mRNA האחרים."
הצוות עוד הראה ש-BFD1 הופך לחלבון רק לאחר ש-BFD2 קושר אתרים ספציפיים ברצף המנהיג של ה-mRNA של BFD1.
סאליבן אמר שזו תופעה שנקראת תרגום בלתי תלוי ב-cap, אשר נפוץ יותר בווירוסים.
"למצוא אותו בחיידק בעל אנטומיה תאית כמו שלנו היה מפתיע", אמר סאליבן. "זה מדבר על הגיל של המערכת הזו של ייצור חלבון באבולוציה התאית. אנחנו גם נרגשים כי השחקנים המעורבים לא קיימים בתאים אנושיים, מה שהופך אותם למטרות פוטנציאליות לתרופות טובות".
ה כתב עת לכימיה ביולוגית הציג את המחקר החדש כמאמר "בחירת העורך", המייצגים קבוצה נבחרת של פרסומי כתב העת הנחשבים באיכות גבוהה במיוחד ועניין כללי רחב לקהל הקוראים שלהם.
"מאמר זה מתאר מנגנון שבאמצעותו טפיל הגורם לטוקסופלזמה בבני אדם יכול להגיב ללחץ ולאפשר לטפיל לשגשג", אמר ג'ורג' נ. דה מרטינו, דוקטור, עורך עמית של ה- כתב עת לכימיה ביולוגית ופרופסור במרכז הרפואי הדרום-מערבי של אוניברסיטת טקסס. "גילוי המנגנון הזה מספק בסיס לטיפול בזיהומים אלו. יתרה מכך, מנגנון דומה חשוב בסרטן, מה שמרמז על כך שהוא עשוי להיות מטרה טיפולית למספר מחלות אנושיות".
מחברים שותפים נוספים במחקר כוללים את דוקטור מייקל הולמס מבית הספר לרפואה של IU ואת PhD Matheus S. Bastos. העבודה מומנה על ידי המכון הלאומי לבריאות וקרן Showalter.