צוות אוניברסיטת קליפורניה, בנהר ריברסייד, עשה התקדמות בהבנה הבסיסית של פלסמודיום falciparumהטפיל האחראי על הצורה הקטלנית ביותר של מלריה אנושית, שיכולה לאפשר טיפולים אנטי-מלריים חדשים וממוקדים ביותר.
בהובלת קארין לה רוש, פרופסור לביולוגיה מולקולרית, תאים ומערכות, הצוות זיהה שני חלבוני מפתח בתוך "האפקופלסט" – אורגן ייחודי, ספציפי לטפיל, שנמצא ב P. falciparum – זה שליטה על ביטוי גנים. חלבונים אלה שייכים ל- RAP (תחום מחייב RNA בשפע באפיקומפלקסנים) משפחת חלבונים. הרבה יותר רבים בטפילים מאשר בבני אדם, חלבוני RAP ממלאים תפקידים קריטיים בוויסות מולקולות RNA ותרגום אותם לחלבונים בתוך אברונים טפילים.
באמצעות כלים גנטיים מתקדמים, הצוות יצר זני נפילה של P. falciparum כדי לבטל באופן סלקטיבי את שני חלבוני ה- RAP, PFRAP03 ו- PFRAP08. הצוות מצא כי אובדן של אחד מהחלבון הוביל למוות טפיל, ומאשר את תפקידיהם המהותיים.
החוקרים גילו גם כי PFRAP03 ו- PFRAP08 נקשרים באופן ספציפי ל- RNA ריבוזומלי (RRNA) והעברת מולקולות RNA (TRNA), בהתאמה. RNAs שאינם מקודדים אלה הם בסיסיים לסינתזת חלבון בתוך האפקופלסט.
"זו הפעם הראשונה שמישהו הראה כיצד חלבוני RAP באפקופלסט מתקשרים ישירות עם rRNA ו- tRNA," אמר לה רוש, שמכוון את מרכז ה- UCR למחקר וקטור למחלות זיהומיות. "כעת הראינו באופן מכני כיצד חלבונים אלה מווסתים את התרגום באורגן הזר לחלוטין לגוף האדם."
לה רוש הסביר כי לבני אדם יש שישה חלבוני ראפ, אבל טפילים כמו פלסמודיום יש יותר מ 20.
התרחבות אבולוציונית זו מציעה כי חלבוני RAP עשויים לבצע פונקציות ספציפיות לטפיל, מה שהופך אותם ליעדי תרופות מרגשים. "
קארין לה רוש, פרופסור לביולוגיה מולקולרית, תאים ומערכות, UCR
המחקר, שפורסם ב דוחות תאיםבונה על המחקר הקודם של הצוות על חלבוני RAP במיטוכונדריה טפילית ומייצג את הניתוח המכניסטי המפורט הראשון של תפקידם באפיקופלסט.
בניגוד לכל מבנה שנמצא בתאים אנושיים, האפקופלסט ייחודי לטפילים אפיקומפלקסניים – קבוצה גדולה של אורגניזמים חד -תאיים הכוללים פלסמודיום– Toxoplasma gondiiו Babesiaו ייחודיות זו הופכת אותו למטרה אידיאלית לטיפולים שיכולים לחסל את הטפיל מבלי לפגוע במארח האנושי.
"בעוד שהמוקד של העיתון שלנו הוא מלריה, ההשלכות נמשכות על מחלות אפיקומפלקסניות אחרות כמו Toxoplasmosis – מסוכנות במיוחד לנשים בהריון – ובבבססיוזיס, איום שנגרם על ידי קרציות בארצות הברית", אמר לה רוש. "עבודה זו חושפת פגיעויות על פני סוג שלם של טפילים, וחושפת את המכונות המולקולריות שהטפילים הללו מסתמכים עליהם. אם נוכל לפרק אותה, נוכל לעצור את המחלות הללו לפני שהם תופסים."
אף כי אין תרופות מכוונות כיום לחלבוני ראפ, המעבדה של לה רוש פועלת לפיתרון מבנה התלת-ממדי של מתחמי חלבון RNA אלה, צעד מכריע לעיצוב תרופות מונחה מבנה.
"המחקר שלנו הוא צעד לעבר אסטרטגיות טיפוליות עתידיות", אמר לה רוש. "על ידי מיקוד חלבונים חיוניים, ספציפיים לטפיל, שאין להם עמיתים אנושיים, אנו יכולים לפתח תרופות שהן יעילות הן בעלות תופעות לוואי מינימליות."
לה רוש הצטרפו למחקר על ידי הסופר הראשון תומאס הולין, זינאב צ'הין, סטיבן הבל, טוד לנץ, ז'אק פרודום, קייטלין מארי יבנז, ואנאהיטה ס. עבאסאדה מאוקר; צ'רלס בנקס ולורנס פלורנס מהמכון לסטוורס למחקר רפואי, קנזס סיטי, מיזורי; וצ'ריס פלרידה א. פאסג'ה וג'קווין סי נילס מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, קיימברידג ', מסצ'וסטס.
המחקר נתמך על ידי מענקים מהמכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות של המכונים הלאומיים לבריאות ו- UCR.
עבודת המחקר נקראת "חלבוני ראפ מווסתים את עיבוד ה- RNA של אפיקופלסט ללא קידוד פלסמודיום falciparum"
