محققان دانشگاه پنسیلوانیا کشف کرده اند که انگل ها پروتئین های سلول میزبان را می ربایند تا از بقا و تکثیر آنها اطمینان حاصل کنند و راه های جدیدی را برای کنترل بیماری هایی که ایجاد می کنند پیشنهاد می کنند. این مطالعه که این هفته به صورت آنلاین در Science ظاهر شد، توسط Doron Greenbaum، PhD، استادیار فارماکولوژی در دانشکده پزشکی پن انجام شد.
«محققان اکنون می توانند راه هایی برای کشتن انگل ها با قرار دادن موانع در مسیری که برای از بین بردن قربانیان خود استفاده می کنند، توسعه دهند. این تیم کشف کردند که انگل های مالاریا برای عفونت موفق به آنزیمی که از سلول میزبان ربوده شده است، وابسته هستند.از نظر تاریخی، بسیاری از محققان بر روی توسعه راه‌هایی برای جلوگیری از ورود انگل‌ها به سلول‌های میزبان تمرکز کرده‌اند، اما گروه گرینبام در مورد راه دیگری برای حمله کنجکاو بودند: قفل کردن انگل‌ها در داخل سلول میزبان.
این مطالعات با پلاسمودیوم فالسیپاروم آغاز شد که عامل مرگبارترین شکل مالاریا در انسان است. هر ساله، مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها گزارش می دهد که 350 تا 500 میلیون مورد مالاریا در سراسر جهان رخ می دهد که باعث مرگ بیش از یک میلیون نفر می شود. با همکاری آزمایشگاه زیست‌شناس پن، دیوید روس، دکترا، کار به توکسوپلاسما گوندی که باعث بیماری انگلی به نام توکسوپلاسموز می‌شود، که عامل اصلی نقایص مادرزادی در سراسر جهان است و برای افرادی با سیستم ایمنی ضعیف مضر است، گسترش یافت. CDC تخمین می زند که بیش از 60 میلیون نفر در ایالات متحده ناقل T. gondii هستند.
"ما همیشه مشکوک بودیم که آنزیم هایی به نام پروتئازها ممکن است برای کمک به فرار انگل ها از سلول آلوده مورد نیاز باشد، اما فرض می کردیم که این آنزیم ها توسط خود انگل ها تولید می شوند.ما هرگز به این فکر نکرده بودیم که انگل ها ممکن است در عوض پروتئازهای سلول میزبان را ربوده باشند. گرینبام می گوید: این یک سیستم مبتکرانه است. «یافته‌های ما دریچه جدیدی را برای کشف دارو باز می‌کند.»
روس، پروفسور زیست شناسی ای. اوتیس کندال و محقق ارشد بنیاد پزشکی الیسون در بخش جهانی می گوید: «این کار یک پیروزی علم یکپارچه است که تکنیک های مدرن در شیمی، زیست شناسی، ژنتیک، فارماکولوژی و ژنومیک را ترکیب می کند. بیماری های عفونی. همکاری بین آزمایشگاه های گرین باوم و روس به دلیل نزدیکی تسهیل شده است، زیرا این محققان در فضای مجاور و تحت نظارت موسسه مرزهای ژنوم پن قرار دارند.
چون پلاسمودیوم و توکسوپلاسما سلول های آلوده را از بین می برند، برای زنده ماندن باید دائماً از سلولی به سلول دیگر پرش کنند. هنگامی که انگل ها از یک سلول آلوده بیرون می آیند، آشفتگی را پشت سر می گذارند و شبکه متراکم پروتئین ها را که اسکلت سلولی میزبان را تشکیل می دهد خرد می کنند و سلول را از هم جدا می کنند و باعث مرگ سلول می شوند.اما محققان مطمئن نبودند که انگل‌ها از چه پروتئین‌هایی به عنوان ابزاری برای کمک به شکستن دیواره‌های سلول استفاده می‌کنند.
برای مشاهده رفتار انگل های P. falciparum، تیم با استفاده از شواهد فارماکولوژیک و بیوشیمیایی گلبول های قرمز انسان را آلوده کردند تا کشف کنند که انگل ها پروتئاز میزبان کالپین-1 را فعال می کنند. مسدود کردن یا حذف کالپین-1، یک پروتئاز تنظیم‌شده با کلسیم، انگل‌هایی را که در داخل سلول میزبان به دام افتاده‌اند. با افزودن مجدد کالپین-1 به سلول، انگل ها توانستند یک بار دیگر آزاد شوند.
کنجکاو بود که بداند آیا انگل T. gondii ممکن است از همین فرآیند استفاده کند یا خیر، گرینبام با روس کار کرد، کسی که در استفاده از T. gondii برای طیف وسیعی از مطالعات ژنتیکی و سلولی مولکولی پیشگام بوده است. با آلوده کردن فیبروبلاست‌های موش با T. gondii، این تیم از تکنیک‌های ژنتیکی برای حذف و بازیابی فعالیت کالپین استفاده کردند. آنها دریافتند که در غیاب کالپین، انگل ها نمی توانند از سلول آلوده فرار کنند، درست همانطور که برای انگل های مالاریا مشاهده کرده بودند.
در 40 سال گذشته، مالاریا به طور فزاینده ای در برابر داروهایی که زمانی این بیماری ویرانگر را کنترل می کردند، مقاوم شده و منجر به افزایش نگران کننده مرگ و میر شده است. هدف قرار دادن پروتئین های میزبان به جای خود انگل ممکن است به انگل دامنه کمتری برای ایجاد مقاومت بدهد، زیرا انگل کنترل ژنتیکی بر پروتئین های میزبان ندارد. گرین باوم قصد دارد به بررسی قابلیت کالپین به عنوان یک هدف دارویی برای داروهای ضد انگلی ادامه دهد.
