Znajdź zawartość

Naukowcy z Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health zidentyfikowali u schwytanych komarów bakterię, której obecność hamuje rozwój zarodźca sierpowego (Plasmodium falciparum), czyli pierwotniaka wywołującego u ludzi malarię. Amerykanie ujawniają, że bakteria stanowi naturalną część mikroflory komarzego przewodu pokarmowego. Zabija pierwotniaka, wytwarzając reaktywne formy tlenu (RFT). Wcześniej wykazaliśmy, że bakterie z jelita środkowego komara mogą aktywować układ odpornościowy i w ten sposób niebezpośrednio ograniczać rozwój pasożyta. W najnowszym studium zademonstrowaliśmy, że produkując w przewodzie pokarmowym wolne rodniki, pewne bakterie potrafią bezpośrednio blokować zarodźce malarii – wyjaśnia dr George Dimopoulos. Jesteśmy podekscytowani tym odkryciem, ponieważ może ono pomóc w wyjaśnieniu, czemu komary z tego samego gatunku i szczepu różnią się pod względem oporności na pasożyta. Wiedzę tę warto wykorzystać, opracowując metody zapobiegania szerzeniu się malarii. Ekspozycja na naturalną bakterię z rodzaju Enterobacter sprawiałaby, że owady stawałyby się oporne na zakażenie Plasmodium. W ramach eksperymentu naukowcy wyizolowali bakterię z jelita środkowego komarów z rodzaju Anopheles. Schwytano je w pobliżu uniwersyteckiego Instytutu Badań nad Malarią w Macha w Zambii. Specyficzny szczep bakteryjny znaleziono u ok. 25% owadów. Studia laboratoryjne wykazały, że bakteria ograniczała wzrost Plasmodium o 99% i to zarówno w przewodzie pokarmowym komara, jak i w hodowlach zarodźców. Większe dawki bakterii wywierały silniejszy wpływ.

Opuszczając ok. 80-60 tys. lat temu Czarny Ląd, człowiek zabrał ze sobą malarię. Sekwencjonowanie DNA wykazało zatem, że choroba zawędrowała w tropiki wiele tysięcy lat wcześniej niż wcześniej sądzono. Naukowcy zbadali 519 próbek krwi osób zarażonych zarodźcem sierpowym (Plasmodium falciparum), który wywołuje u ludzi najcięższą postać malarii. Chorzy pochodzili z 9 krajów subsaharyjskiej Afryki, południowo-wschodniej Azji, Oceanii i Ameryki Południowej. Analizując różnice w polimorfizmie pojedynczego nukleotydu (ang. single nucleotide polymorphism, SNP) w obrębie dwóch genów metabolizmu podstawowego P. falciparum, naukowcy potrafili określić zakres zmienności genetycznej w malarycznym genomie poszczególnych regionów. Przyglądali się 63 SNP na ok. 5000 nukleotydów w izolacie. Okazało się, że im dalej od Afryki pobrano próbki, tym mniejszą zmienność genetyczną odnotowywano w markerach genetycznych zarodźców. W miarę odchodzenia od kolebki i zwiększania się izolacji pula genetyczna populacji stawała się coraz bardziej skoncentrowana i mniej zróżnicowana. Podobne zjawisko zachodziło również wśród ludzi. Biorąc pod uwagę fakt, że człowiek jest dla zarodźców żywicielem pośrednim (ostateczny to komar z rodzaju Anopheles), badacze zakładają, że pierwotniaki i Homo sapiens koewoluowali. Dowody sugerują, że pasożyty pojawiły się w rejonie wokół Wielkich Jezior Afrykańskich. Malaria nie wytrzymała konfrontacji z niskimi temperaturami, dlatego nie dotarła do Ameryk przez Cieśninę Beringa, lecz dopiero z przybywającymi na statkach niewolnikami. Wcześniej przeważała teoria, że zachorowania na malarię rozpoczęły się ok. 10 tys. lat temu. Wtedy zaczęło się rozwijać rolnictwo, dlatego człowiek zbliżył się do rejonów rozmnażania komarów.

Aby uniknąć zniszczenia przez organizm zakażonego człowieka, zarodziec sierpowy (Plasmodium falciparum) opracował złożony mechanizm regulujący poziom wykrywalności jego białek przez układ immunologiczny - uważają badacze z Kenijskiego Instytutu Badań Medycznych. O odkryciu informuje czasopismo Proceedings of the National Academy of Sciences. Autorzy studium skupili się na analizie genów kodujących białka z rodziny PfEMP1, odpowiedzialne za przyleganie zarodźca do czerwonych krwinek osoby zakażonej. Cząsteczki te umożliwiają pasożytowi także przyleganie zakażonych komórek do ścian naczyń krwionośnych, dzięki czemu unikają one przejścia przez śledzionę - organ kluczowy dla reakcji immunologicznej przeciwko ciałom obcym znajdującym się we krwi. Jak wynika z dotychczasowych badań, genom pasożyta koduje co najmniej 60 rodzajów PfEMP1. Naukowcy z Kenii chcieli dowiedzieć się, jakie mechanizmy decydują o aktywacji bądź wyciszaniu poszczególnych genów z tej rodziny. Zespół dr. George'a Warimwe zaobserwował, że czynnikiem decydującym o wytwarzaniu określonych typów PfEMP1 jest ilość wytwarzanych przeciwko nim przeciwciał. Wszystko wskazuje na to, że mikroorganizm aktywnie ukrywa się przed układem immunologicznym dzięki hamowaniu syntezy tych cząsteczek, przeciwko którym organizm zdążył wytworzyć dostatecznie wiele immunoglobulin. Jednocześnie zachowuje on zdolność do przetrwania dzięki równoczesnej aktywacji innych genów z tej samej grupy. Pozwala to na znaczne wydłużenie czasu przebywania zarodźca w organizmie człowieka i utrudnia zwalczenie infekcji. Na podstawie dalszych analiz wykazano, że najpradopodobniej tylko niektóre cząsteczki z badanej rodziny są ściśle związane z ciężkim przebiegiem malarii wywołanej przez P. falciparum. Jeżeli jest to prawda, molekuły te byłyby idealnym celem dla leków przeciwko malarii. Niewykluczone, że poszukiwana od dawna szczepionka przeciwko tej chorobie także mogłaby "celować" właśnie w jeden z rodzajów PfEMP1.

Naukowcy z singapurskiego ośrodka A*STAR opracowali i przetestowali na ludziach nową metodę szczepienia przeciwko Plasmodium falciparum, czyli zarodźcowi sierpowemu - patogenowi odpowiedzialnemu za rozwój najcięższej postaci malarii. Działanie szczepionki opiera się na kontrolowanym zakażeniu człowieka żywym zarodźcem przy jednoczesnym podawaniu antybiotyków. Pomysł naukowców z Singapuru wydaje się co najmniej odważny, lecz najważniejsza jest jego skuteczność. Wszystkich dziesięciu testowanych pacjentów uzyskało w ten sposób pełną odporność na zakażenie zarodźcem sierpowym. To ogromny sukces, gdyż większość metod stosowanych dotychczas osiądała skuteczność na poziomie do 50%. Nowy pomysł na szczepienie przeciwko malarii polega na wykorzystaniu żywych sporozoitów, czyli postaci rozwojowej, w której P. falciparum przedostaje się do organizmu człowieka. Ich rolą w cyklu rozwojowym patogenu jest zagnieżdżenie się w wątrobie i przejście rozmnażania bezpłciowego, lecz same sporozoity są nieszkodliwe, jeżeli tylko zablokuje się ich dalszy rozwój. Uczestników eksperymentu poddano trzem kolejnym, powtarzanym raz na miesiąc seriom ukąszeń przez komary przenoszące P. falciparum. Od momentu rozpoczęcia doświadczenia aż do upłynięcia miesiąca od ostatniego zakażenia pacjentom podawano chlorochinę - lek skutecznie zwalczający dojrzałe formy zarodźca unoszące się we krwi. Organizmy pacjentów miały dzięki temu czas na rozpoznanie sporozoitów i nabycie na nie odporności, lecz jednocześnie były chronione przed malarią. Jak wykazały testy przeprowadzone po miesiącu od zakończenia terapii, wszyscy testowani ochotnicy nabyli pełną odporność na zakażenie. Dla porównania, u wszystkich pięciu osób z grupy kontrolnej, które "uodparniano" ukąszeniami przez komary wolne od zarodźca sierpowego, po kontakcie z prawdziwym patogenem szybko stwierdzono jego pojawienie się we krwi. W przeciwieństwie do większości metod stosowanych dotychczas, w których ludzi zakażano napromieniowanymi lub martwymi sporozoitami, kluczową cechą terapii opracowanej przez badaczy z Singapuru jest użycie żywych form zakaźnych. Pozwala to układowi immunologicznemu na skuteczne "zapoznanie się" z zarodźcem sierpowym i nabycie odporności na jego formę inwazyjną. O przełomowym odkryciu azjatyckich naukowców poinformowało czasopismo The New England Journal of Medicine.