Mokslininkai pagaliau atskleidė 40 metų mįslę: štai kaip miego ligos parazitas apgauna imunitetą

Miego liga – tropinė infekcija, kurią sukelia Afrikoje paplitęs parazitas Trypanosoma brucei. Dešimtmečius mokslininkai nesugebėjo tiksliai paaiškinti, kaip šis parazitas taip sėkmingai išvengia šeimininko imuninės sistemos aptikimo – iki šiol.

Buvo žinoma, kad parazitas tarsi dėvi „molekulinį apsiaustą“ – iš variantinio paviršiaus glikoproteino (VSG) sudarytą išorinį sluoksnį. Šis sluoksnis nuolat atnaujinamas, todėl imuninė sistema sunkiai „atpažįsta“ sukėlėją.

Tačiau ilgai išliko neaišku, kokie biologiniai mechanizmai leidžia taip intensyviai ir nuolat perkurti šią dangą. Ypač glumino klausimas, kodėl T. brucei gali išlaikyti šią savo ląstelinės „gamybos linijos“ dalį itin aktyvią neperkraudamas kitų organizmo procesų.

Jungtinės Karalystės Jorko universiteto tyrėjų komanda rado atsakymą – „molekulinį smulkintuvą“, kurį pavadino ESB2. Šis mechanizmas leidžia praeiti instrukcijoms, reikalingoms „apsiaustui“ gaminti (RNA pavidalu), bet tuo pat metu „sukarpo“ kitų baltymų gamybos nurodymus.

„Kai pirmą kartą mikroskopu pamatėme, kur tiksliai ląstelėje yra lokalizuotas šis „molekulinis smulkintuvas“, supratome radę kažką ypatingo“, – teigė mikrobiologė Lianne Lansink, naujo tyrimo pirmoji autorė.

Nors parazitui išgyventi reikia ir kitų pagalbinių baltymų – pavyzdžiui, kad galėtų pasisavinti maistines medžiagas iš šeimininko, – svarbiausia jam yra VSG baltymo gamyba. Būtent čia esminį vaidmenį atlieka ESB2.

Veikdamas tarsi ląstelės „gamybos linijos“ pabaigoje, ESB2 gali tiksliai reguliuoti skirtingų baltymų kiekius, perimdamas tam tikras RNA molekules. Taip VSG gamyba gali vykti visu pajėgumu, o energija nešvaistoma nereikalingai kitų baltymų pertekliai gamybai.

„Įsivaizduokite „molekulinį smulkintuvą“, stovintį pačiame genetinių instrukcijų „spaustuvės“ viduje ir selektyviai ištrinatį konkrečius vadovo puslapius dar jiems spausdinantis“, – aiškino mikrobiologė Joana Correia Faria, vyresnioji tyrimo autorė.

„Tai neįtikėtinai efektyvus būdas slopinti genų raišką pačiame šaltinyje“, – pridūrė ji.

ESB2 mokslininkai aptiko pažymėję parazito ląstelėse esančius baltymus ir jų tapatybę nustatę masių spektrometrija. Vėliau, siekdami suprasti, ką tiksliai daro ESB2, tyrėjai genetiškai modifikavo T. brucei ir pašalino šį komponentą.

Pašalinus ESB2, pagalbinių baltymų gamyba staigiai išaugo ir priartėjo prie VSG gamybos lygio. Taip atsiskleidė paslėpta ESB2 funkcija. Tyrėjai pabrėžia, kad dabar, žinant šį mechanizmą, atsiranda galimybė ateityje kurti gydymą, nukreiptą būtent į ESB2.

„Tai leidžia iš esmės kitaip pažvelgti į infekcijos procesą“, – teigė J. C. Faria.

„Daugelio organizmų išgyvenimas gali priklausyti ne tiek nuo to, kaip jie perduoda genetines instrukcijas, kiek nuo to, kaip tas instrukcijas sunaikina jų atsiradimo vietoje“, – aiškino ji.

Jei pavyktų sutrikdyti ESB2 veiklą, gydymas galėtų padėti sunaikinti T. brucei arba bent jau padaryti jį labiau matomą organizmo imuninei sistemai. Nors praktiniai vaistai dar nėra arti, dalis parazito „triukų“ jau atskleista.

Miego liga plinta per cecė musės įkandimą ir gali sukelti įvairių centrinės nervų sistemos sutrikimų. Liga siejama su miego problemomis, sumišimu, koma, o negydoma gali būti mirtina.

Nors pastaraisiais metais sergančiųjų skaičius sumažėjo, liga vis dar kasmet paliečia šimtus žmonių. Gydymo būdų yra, tačiau jie ne visada prieinami, ne visuomet veiksmingi ir gali sukelti sunkių šalutinių poveikių.

Tyrėjai tikisi, kad naujasis atradimas suteiks daugiau galimybių ieškoti efektyvesnių sprendimų, kaip suvaldyti miego ligą. Toliau planuojama detaliau ištirti ESB2 veikimą – kaip jis atskiria skirtingas RNA molekules, taip pat išsiaiškinti, su kokiais kitais baltymais ESB2 sąveikauja ir nuo ko gali priklausyti jo funkcija.

„Man šis atradimas – tarsi pilnas ratas“, – sakė J. C. Faria. „Mįslė, kaip šis parazitas sugeba asimetriškai valdyti savo genetinio „vadovo“ raišką, mano galvoje buvo tarsi neišspręsta byla nuo postdoktorantūros laikų.

„Tai įrodymas, ką gali pasiekti nauja laboratorija ir įvairi mokslininkų komanda, kai į seną problemą pažvelgiama visiškai nauju kampu“, – pridūrė ji.

Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Nature Microbiology.