Studija je okarakterisala faktore koji dovode do toga da parazit malarije, Plasmodium falciparum, ulaže resurse u reprodukciju – kako bi se maksimizirao prenos na druge domaćine – ili replikacija – kako bi se obezbedio opstanak unutar svog trenutnog ljudskog domaćina.
Nalazi, objavljeni u eLife-u i koje su predvodili istraživači iz KEMRI-Vellcome Trust-a i Univerziteta u Glazgovu, bacaju dalje svetlo na to kako se paraziti malarije prilagođavaju promenljivom okruženju unutar čoveka kao rezultat promene intenziteta prenosa – mere nivoa prenošenje parazita malarije u određenom području.
Istraživanje pokazuje da su inflamatorni odgovori na infekciju malarije u ljudskom telu tokom niske transmisije povezani sa smanjenim nivoima hemikalije zvane lizofospatidilholin (LPC) u krvnoj plazmi. Ovi niski nivoi LPC su povezani sa povećanim ulaganjem parazita u prenos na drugog domaćina, povećanjem seksualne reprodukcije i smanjenjem aseksualne replikacije.
Malarija predstavlja jednu od najvećih svetskih zabrinutosti za javno zdravlje; U 2021. godini prijavljeno je oko 619.000 smrtnih slučajeva i 247 miliona slučajeva. Oko 70% smrtnih slučajeva od malarije javlja se kod dece mlađe od pet godina u Africi i uzrokovani su jednim parazitom, P. falciparum. Da bi se preneo sa jednog ljudskog domaćina na drugog, parazit prvo mora da pređe na komarca. Ovo zahteva da se parazit diferencira u specijalizovane ćelije zvane gametociti – ćelije koje na kraju postaju gamete neophodne za seksualnu reprodukciju.
„P. falciparum ima složen životni ciklus, koji uključuje aseksualnu replikaciju u ljudskoj krvi i diferencijaciju u gametocite potrebne za prenošenje na komarce“, objašnjava glavni autor Abdirahman Abdi, viši naučnik u KEMRI Vellcome Trust Research Programme, Kilifi, Kenija i Istraživački centar za biološke nauke Univerziteta Pvani, Univerzitet Pvani, Kilifi, Kenija.
„Poznato je da je diferencijacija u gametocitima obeležena aktivacijom gena zvanog ap2-g u parazitu. Međutim, faktori koji dovode do aktivacije ovog gena nisu prethodno dobro okarakterisani.“
Da bi rešili ovaj jaz, Abdi i njegove kolege analizirali su podatke od 828 dece u Kilifiju u Keniji sa teškom, blagom i asimptomatskom malarijom između 1994. i 2014. U ovoj kohorti, ispitali su markere imunološkog odgovora domaćina i metabolizma i uporedili markere rasta i prenosa parazita. ulaganja.
Posebno su ispitali dva parazitska gena: ap2-g (faktor transkripcije potreban za aktivaciju gametocita) i PfSir2a (senzor životne sredine povezan sa regulacijom antigenske varijacije i replikacije), i marker za biomasu parazita. Zajedničko istraživanje ovih parametara omogućilo je timu da odredi ulaganje parazita u kontekstu promene intenziteta prenosa i imuniteta domaćina.
Dopunjujući nedavne studije, otkrili su da se pri nižim intenzitetima prenosa ap2-g aktivira višom brzinom. Dalja analiza je otkrila da je ova ap2-g aktivacija u snažnoj korelaciji sa povećanom aktivacijom markera gametocita Pfs16, potvrđujući da ap2-g aktivacija uzrokuje povećano ulaganje u proizvodnju gametocita. Utvrđeno je da se nivoi i ap2-g i PfSir2a povećavaju sa groznicom u ljudskom telu domaćina, što sugeriše da je proizvodnja gametocita osetljiva na promene u inflamatornom imunološkom odgovoru domaćina.
Tim je ranije pokazao da je jedinjenje zvano LPC potrebno za aseksualnu replikaciju (i represiju proizvodnje gametocita) kod parazita malarije u eksperimentalnom okruženju. Dakle, oni su zatim pokušali da potvrde ovaj nalaz u grupi pacijenata. Oni su izvršili analizu krvne plazme reprezentativne podskupine kohorte da bi istražili kako inflamatorni imuni odgovori domaćina utiču na nivoe LPC i posledično na nivoe ap2-g i PfSir2a.
Utvrđeno je da su visoki nivoi zapaljenja u ljudskom domaćinu povezani sa nižim nivoima LPC, čime se smanjuju hranljive materije dostupne za razmnožavanje parazita. Niski nivoi LPC su takođe bili povezani sa aktivacijom ap2-g i povećanom ekspresijom PfSir2a, što sugeriše da je P. falciparum u stanju da oseti nivoe LPC.
Kada je zapaljenje u ljudskom domaćinu visoko i LPC je iscrpljen, parazit ulaže u proizvodnju gametocita da bi se preneo komarcu i pronašao drugog ljudskog domaćina, pošto gametociti zahtevaju manje nutritivnih resursa i predstavljaju održiviju strategiju preživljavanja.
„Predlažemo model u kojem opadajući imunitet domaćina i opadajući intenzitet prenosa modifikuju okruženje domaćina za parazite, što dovodi do povećanog ulaganja parazita u prenos i ograničavanja replikacije“, zaključuje stariji autor Matijas Marti, profesor u Vellcome centru za integrativnu parazitologiju. , Institut za infekcije i imunitet, Univerzitet u Glazgovu, Škotska, Velika Britanija, i Institut za parazitologiju, Vetsuisse i medicinska ustanova, Univerzitet u Cirihu, Švajcarska.
„Naši nalazi pružaju kritične informacije za precizno modeliranje dinamike parazita, posebno pri niskom intenzitetu prenosa. Ovo bi moglo da informiše vremenske okvire za uspešno eliminisanje parazita malarije, a takođe pruža snažan argument za potencijalnu upotrebu gametocitocidnih lekova kada se transmisija uspešno smanji.“
