Паразитическая сонная болезнь создаёт «плащ-невидимку», чтобы годами скрываться в организме человека.
Известное заболевание, известное как сонная болезнь, может скрываться внутри хозяина месяцами или даже годами, прежде чем появятся серьёзные симптомы. Когда эти крошечные паразиты всё же проявляются, это часто означает смертный приговор для их хозяина-человека. После того как эпидемиологи десятилетиями не могли понять, как сонная болезнь может так долго оставаться незамеченной, исследователи теперь точно знают, как это происходит. Её секретное оружие — постоянно адаптирующийся «плащ-невидимка», созданный из специальных белков. Доказательства изложены в исследовании, опубликованном 30 марта в журнале Nature Microbiology.
Трипаносомоз, более известный как сонная болезнь, начинается с крошечного кровососущего насекомого, называемого мухой цеце, которое вызывает огромные проблемы. Как и комар, муха цеце является переносчиком множества опасных заболеваний. Однако муха цеце особенно известна своей ролью в распространении сонной болезни среди людей через паразита Trypanosoma brucei gambiense (T. brucei). Примерно 70 миллионов человек в 36 странах всё ещё находятся под угрозой заражения сонной болезнью, и полное искоренение остаётся недостижимым.
Около 70 миллионов человек живут в регионах, подверженных риску распространения сонной болезни. Примерно 70 миллионов человек живут в регионах, подверженных риску распространения сонной болезни.
Случаи сонной болезни неуклонно сокращаются, но они по-прежнему часто приводят к летальному исходу. Начальные симптомы кажутся относительно безобидными: у пациента повышается температура, появляются боли в суставах, головные боли и зуд в течение от одной до трёх недель после укуса насекомого. Но проблемы на этом не заканчиваются. Вторая стадия сонной болезни может наступить через недели, месяцы или даже позже, но её воздействие на нервную систему неизбежно включает неврологические осложнения, такие как спутанность сознания, онемение, плохая координация, нарушения сна и кома. Более того, к моменту появления наиболее серьёзных симптомов эффективное лечение часто уже недоступно. В этот момент для пациента мало что можно сделать.
Но как и почему так долго не удавалось узнать, когда у кого-то есть сонная болезнь? Причиной может быть недавно обнаруженный белок ESB2. Вместе они создают барьерную структуру, называемую вариантным поверхностным гликопротеином (VSG). В то же время паразит также точно редактирует свои гены, чтобы спрятаться внутри хозяина.
«Мы обнаружили, что секрет паразита заключается не только в том, что он печатает, но и в том, что он решает вычеркнуть», — объяснила биолог из Йоркского университета и соавтор исследования Жоана Фария. «Поместив «молекулярный измельчитель» прямо в свою «белковую фабрику», паразит может редактировать своё генетическое руководство в режиме реального времени».
Объяснение отвечает на вопрос, который ставил в тупик микробиологов и эпидемиологов почти 40 лет. Помимо белкового плаща, T. brucei производит «помощники гены», которые обеспечивают его выживание, скрывая от иммунной системы. Исследователи отметили, что, хотя генетические инструкции должны приводить к одинаковому количеству каждого типа генов, паразит знает, как создавать гораздо больше белков VSG, чем помощников.
Именно здесь в игру вступает ESB2. Команда Фарии успешно идентифицировала белок в области паразита, известной как тело экспрессионного сайта. Когда вырабатывается новый генетический материал, ESB2 немедленно берёт клеточный скальпель на участки-помощники, оставляя механизмы маскировки в сохранности. По сути, он удаляет контрольные фразы в манифесте, которые в противном случае могли бы привести к автору.
«Когда мы впервые увидели молекулярный измельчитель под микроскопом, мы поняли, что нашли что-то особенное», — вспоминает биолог и соавтор исследования Лианн Лансинк.
Последствия также выходят за рамки сонной болезни. По словам Фарии, прорыв «предполагает фундаментальный сдвиг» в подходе к инфекционным заболеваниям. В некоторых случаях выживание организма может зависеть не столько от того, как он создаёт генетические инструкции, сколько от того, какие из них он устраняет в данный момент.
Несмотря на классификацию как забытого тропического заболевания, случаи сонной болезни в последние десятилетия неуклонно сокращаются благодаря усилиям общественного здравоохранения. С открытием ESB2 исследователи стали на шаг ближе к искоренению сонной болезни.
«Тайна того, как этот паразит управляет асимметричной экспрессией своего генетического руководства, не давала мне покоя со времён моей работы младшим научным сотрудником», — сказала Фария. «Это свидетельство того, чего может достичь новая лаборатория и разнообразная группа учёных, когда они смотрят на старую проблему под совершенно новым углом».