Πώς τα παράσιτα της ελονοσίας αντέχουν στη θερμότητα ενός πυρετού

Όταν το ανθρώπινο σώμα αισθάνεται έναν εισβάλλοντα μικροοργανισμό, στρέφει τον θερμοστάτη, ελπίζοντας ότι η αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος (πυρετός) θα εμποδίσει τον πολλαπλασιασμό του εισβολέα. Για τα παράσιτα της ελονοσίας που κατοικούν μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια, ωστόσο, το φυσιολογικό φυσιολογικό εύρος των πυρετών θερμοκρασιών δεν είναι αρκετά ζεστό ώστε να καταστείλει την αναπαραγωγή - μια πραγματικότητα που επιτρέπει στα παράσιτα να διαδίδουν ανεμπόδιστα.

Τώρα, οι ερευνητές στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) έχουν ρίξει φως στο πώς τα παράσιτα της ελονοσίας παρακάμπτουν την ανταπόκριση του πυρετού του ξενιστή. Οι ερευνητές αναφέρουν στο περιοδικό Nature Communications ότι το παράσιτο διαλύει τις κυτταρικές άμυνες των ερυθρών αιμοσφαιρίων για να προστατεύσει τις δικές της πρωτεΐνες από τις επιζήμιες επιδράσεις της υπερβολικής θερμότητας.

"Τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν τον μοριακό μηχανισμό που βασίζεται στην αξιοσημείωτη ανοχή των παρασίτων της ελονοσίας της θερμοκρασίας του ξενιστή", δήλωσε ο ανώτερος ερευνητής Louis Miller, Ph.D., του Εθνικού Ινστιτούτου Αλλεργίας και Λοιμωδών Ασθενειών (NIAID), μέρος του NIH. "Η στρατηγική που αναπτύσσεται από τα παράσιτα της ελονοσίας, η οποία περιλαμβάνει την διοίκηση του αμυντικού μηχανισμού πρωτεϊνών του ξενιστή, αντιπροσωπεύει έναν σημαντικό στόχο για την ανάπτυξη νέων θεραπειών για τη θεραπεία της ελονοσίας".

Η ελονοσία Falciparum είναι μια ασθένεια που προκαλείται από το πρωτόζωο παράσιτο Plasmodium falciparum. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας εκτιμά ότι, το 2020, υπήρχαν περίπου 241 εκατομμύρια νέες περιπτώσεις ελονοσίας και 627.000 θάνατοι που αποδίδονται στην ασθένεια παγκοσμίως. Οι άνθρωποι που συνήθως μολύνονται είναι μικρά παιδιά στην υποσαχάρια Αφρική.

Μέσα στο ανθρώπινο σώμα, το παράσιτο υπάρχει σε δύο κύριες μορφές, στο ήπαρ και στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Το παράσιτο του ήπατος δεν είναι τυπικά ευαίσθητο στην αυξημένη θερμοκρασία του σώματος. Ωστόσο, η ασεξουαλική μορφή του παρασίτου που κατοικεί μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια-το παράσιτο του αιμοδοσίας-τυπικά μπορεί να σκοτωθεί όταν η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται πάνω από το κανονικό εύρος από 36,5 έως 37,5 βαθμούς Κελσίου (97,7 έως 99,5 βαθμούς Φαρενάιτ).

Το 2018, ο Δρ. Miller και οι συνάδελφοί του ανέπτυξαν μια ταχεία διαγνωστική δοκιμασία για να εντοπίσουν άτομα που έχουν την παραλλαγή P. falciparum που παρουσιάζει ασυνήθιστα υψηλή ανοχή στις εμπύρετες θερμοκρασίες. Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές χαρακτήρισαν τη μοριακή βάση για αυτή τη θερμική ανοχή.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα ανθεκτικά στα θερμικά παράσιτα έχουν αυξημένα επίπεδα πρωτεΐνης συνοδού που ονομάζεται PFHSP70-X. Η παραγωγή αυτής της πρωτεΐνης συνήθως περιορίζεται όταν η θερμοκρασία μέσα στα ερυθρά αιμοσφαίρια υπερβαίνει τα 37,5 C (99,5 F). Ωστόσο, οι ερευνητές αποκάλυψαν έναν μηχανισμό με τον οποίο αυτά τα ανθεκτικά σε θερμότητα παρασίτων εξασφαλίζουν τη συνεχή παραγωγή του συνοδού PFHSP70-X.

Τα αυξημένα επίπεδα των PFHSP70-X προστατεύουν τις πρωτεΐνες του παρασίτου από τη ζημιά που προκαλούνται από τη θερμότητα, διατηρώντας τα παράσιτα ζωντανά και αναπαράγοντας ακόμη και όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του σώματος. Η ικανότητα του συνοδού να προστατεύει τις παρασιτικές πρωτεΐνες βασίζεται στην αλληλεπίδρασή του με μια πρωτεΐνη κυττάρων ξενιστή που ονομάζεται HSP90, ένα βασικό συστατικό της οδού απόκρισης θερμότητας του κυττάρου.

"Τα παράσιτα της ελονοσίας έχουν καταλάβει τον κυτταρικό αμυντικό μηχανισμό του ξενιστή για να προστατευθεί από τις επιζήμιες επιπτώσεις ενός πυρετού", δήλωσε ο Δρ Miller. "Τα ευρήματά μας αποκαλύπτουν τη μοριακή χορογραφία με την οποία τα παράσιτα εκμεταλλεύονται αυτήν την αμυντική διαδρομή, δημιουργώντας μια ευκαιρία για καινοτόμες θεραπείες να αφοπλίσουν την ανάπτυξη του συνοδού και να αποκλείσουν την ανάπτυξη των παρασίτων".