Ученые обнаружили новые белки, способствующие адаптации малярийного паразита к человеку

Команда ученых из Института Фрэнсиса Крика в Великобритании и Института молекулярной медицины Гульбенкяна в Португалии сделала важное открытие: они выяснили, как малярийный паразит Plasmodium falciparum адаптируется к заражению человека благодаря эволюции особых белков. Эти белки имеют потенциал стать основой для разработки новых лекарств, которые смогут эффективно справляться с проблемой устойчивости к существующим препаратам. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Малярия, вызываемая этим паразитом, ежегодно затрагивает более 200 миллионов человек и приводит к более чем 500 тысячам смертей. Паразит проникает в организм через укусы комаров, разрушая эритроциты — красные кровяные тельца. Особенно опасной является форма Plasmodium falciparum, которая отвечает за более 95% летальных случаев. В процессе заражения паразит экспортирует около 10% своих белков в эритроциты, вызывая их слипание и образование тромбов.

Фокус исследования был направлен на FIKK-киназы — ферменты, которые изменяют как собственные белки паразита, так и молекулы хозяина, включая сигнальные пути человека. Проведя анализ более двух тысяч образцов паразита, ученые заметили, что большинство FIKK-киназ устойчивы к мутациям, что указывает на их ключевую роль в заражении. Один из этих ферментов, как было установлено, взаимодействует с аминокислотой тирозином, что стало первым подобным наблюдением для паразитов.

С помощью современных вычислительных методов, включая нейросеть AlphaFold 2, исследователи смогли понять, как FIKK-киназы выбирают свои мишени, основываясь на подвижной области белка. Все FIKK-киназы имеют уникальные структурные элементы, отличающие их от человеческих белков, что открывает перспективы для избирательного воздействия на паразита. На следующем этапе экспериментов команда протестировала множество молекул, блокирующих родственные белки человека, и выявила три соединения, два из которых значительно подавляли активность FIKK-киназ в лабораторных условиях. Это открывает возможность разработки лекарства, нацеленного на подавление всех FIKK-киназ, что усложнит паразиту возможность вызывать заболевание и снизит шанс возникновения устойчивых форм.

Руководитель лаборатории взаимодействия паразита и хозяина Морис Трик отметил, что примерно миллион лет назад Plasmodium адаптировался от птиц к человекообразным обезьянам, что способствовало расширению семейства FIKK-киназ и позволило паразиту инфицировать их. Позже он адаптировался и к человеку, и именно эти киназы оказались жизненно важными для него. Это открытие дает надежду на создание универсального лечения малярии. Ученые подчеркивают, что большинство существующих препаратов направлены на отдельные белки, что способствует возникновению устойчивых форм паразита. Новый подход, позволяющий блокировать целую группу важных белков, может стать прорывом в борьбе с малярией.

{isto} {$inoa}