Возбудитель тяжелейшей формы малярии умеет заменять белки, с помощью которых он заражает клетки крови, но запас прочности у этой системы не бесконечен. Одновременную потерю трех ключевых белков паразит Plasmodium falciparum компенсировать не смог. К такому выводу пришли Элинор Сильвестр и коллеги из Кембриджского университета, опубликовавшие исследование в журнале Nature Communications.
Малярийный паразит живет в эритроцитах — красных клетках крови: дочерние клетки покидают одну клетку и тут же вторгаются в следующие, поскольку вне эритроцита быстро становятся мишенью антител. За прикрепление к клетке отвечают два семейства белков на поверхности паразита — EBA и Rh, по четыре в каждом. До сих пор их считали почти взаимозаменяемыми копиями. Потерю любого из восьми белков по отдельности паразит переносит почти без ущерба: остальные дублируют функцию и заодно запутывают иммунную систему, лишая ее единственной удобной мишени.
Предел этой подстраховки искали с помощью генетических ножниц CRISPR: гены отключали парами, перебрав возможные сочетания и получив 20 уникальных двойных мутантов, включая комбинации из обоих семейств. Массовое секвенирование ДНК показало, что большинство потерь паразит компенсирует: он выжил даже без всех белков семейства EBA сразу — впервые генетически подтверждено, что вторжение в эритроциты может обходиться без них.
Наиболее уязвимым паразит оказался при одновременном отсутствии EBA175 и Rh2b или Rh4: размножение таких мутантов падало особенно резко в культурах с перемешиванием, имитирующих кровоток. Запасные пути выстраиваются каскадом: лишившись EBA175, паразит сильнее полагается на Rh2b, а без обоих переключается на Rh4. Сочетание EBA175, Rh2b и Rh4, по-видимому, образует ядро аппарата заражения, которое остальным белкам заменить нечем, заключают авторы.
Малярией в 2023 году заразились 263 млн человек, около 597 тыс. умерли, и большинство жертв приходится на Plasmodium falciparum. Белки паразита — ненадежные мишени для вакцин: одни сильно различаются между штаммами, другие почти не видны иммунитету. В природных популяциях из Кении и Гамбии доминируют известные три белка, поэтому одновременное воздействие на них авторы называют многообещающей стратегией будущих лекарств и вакцин.
Ранее сообщалось, что противораковые молекулы испытали как «оружие» против малярии.