Мутация на поверхности эритроцитов человека обеспечивает защиту от малярии, вызываемой паразитом Plasmodium vivax, как показывают исследования, проведенные Медицинской школой Университета Кейс Вестерн Резерв.
Незначительное изменение в единственной позиции поверхностного белка красных кровяных телец, называемой антигеном группы крови Даффи, было известно в течение многих лет. Но исследователи обнаружили, что из-за этой разницы паразиту сложнее закрепиться в клетке и проникнуть внутрь.
Нет входа, нет инфекции.
Исследование теперь опубликовано в Интернете в Раннем издании Труды Национальной академии наук.
"Это открытие имеет практическое значение, поскольку медицинские исследователи продолжают попытки разработать вакцину против малярии vivax," сказал Кристофер Кинг, профессор международного здоровья, медицины и патологии в Центре глобального здоровья и болезней Медицинской школы Университета Кейс Вестерн Резерв и ведущий автор.
Защитный аспект мутации был обнаружен в лабораториях кампуса и подтвержден популяционным исследованием в регионе Амазонки в Бразилии.
Малярия вызывается четырьмя разными паразитами; большинство случаев в Азии и Америке вызваны P. vivax.
"Plasmodium vivax несет в себе белок, связывающий Даффи, который связывается с антигеном Даффи на поверхности эритроцитов, что является критическим шагом для вторжения в клетку," Доктор. Король объяснил. "Белки паразита и человека необходимы паразиту для проникновения в клетку."
Лаборатория Кинга изучала белок паразита в качестве мишени для вакцины. Он объединился с Питером А. Циммерман, профессор международного здоровья, генетики и биологии, также из Центра глобального здоровья и болезней. Лаборатория Циммермана изучала мутацию в последовательности ДНК гена группы крови Даффи.
Изучая процесс связывания, они обнаружили, что взаимодействие связывающего белка Даффи с эритроцитами варьировалось от образца к образцу.
Они провели генетические тесты на одноточечную мутацию. Антигены с мутацией называются Даффи A, а антигены без мутации – B Даффи.
Они обнаружили, что паразит связан с эритроцитами, экспрессирующими Даффи «B», примерно в два раза чаще, чем паразит, связанный с клетками, экспрессирующими Даффи «А».
Исследователи хотели проверить, насколько результаты исследования применимы к реальной жизни.
Они сотрудничали с Marcelo U. Феррейра, исследователь из отдела паразитологии Института биомедицинских наук Университета Сан-Паулу, для анализа данных 400 человек, которых отслеживали на предмет заражения малярией в течение более года на северо-западе Бразилии.
На северо-западе Бразилии, где наследуется смесь вариантов Даффи ‘A’ и ‘B’, исследователи обнаружили, что люди, выражающие вариант ‘B’ Даффи, испытывают P. vivax малярия чаще, чем те, кто выразил вариант Даффи ‘A’.
"Следовательно, более сильное связывание с Duffy ‘B’ приводит к большему успеху в инвазии эритроцитов и большем количестве малярии vivax, сказал Циммерман. "С другой стороны этой связи более слабое связывание с Даффи «А», по-видимому, снижает инвазию эритроцитов и, следовательно, защищает от малярии vivax."
Анализ показал, что у людей с генотипом Даффи ‘A’ / Даффи ‘A’ риск заражения малярией vivax снизился на 29%. Те, у кого был генотип Даффи «А» / Даффи «В-негативный» (разновидность, не имеющая антигена), имели 80-процентное снижение риска. Снижение риска не было связано с увеличением количества антител ни в одном случае.
Те, у кого были генотипы Даффи «B» / Даффи «B» или Даффи «B» / Даффи «B-отрицательные», имели повышенный риск заражения малярией vivax от 220 до 270 процентов.
Следовательно, эффективность вакцины может зависеть от того, несет ли реципиент одна или две копии мутации Даффи «А» или «В» в его ДНК. Король сказал.
"Вариант Даффи ‘B’ является предком Даффи ‘A’. Мы знаем это, потому что все нечеловеческие приматы несут вариант Даффи B," Циммерман сказал. "Таким образом, можно утверждать, что вариант Даффи «А» возникает как защита от малярии vivax."
В ходе дальнейшего анализа исследователи не обнаружили связи с разновидностью Даффи «А» и Plasmodium falciparum, паразитом, который вызывает большинство инфекций в странах Африки к югу от Сахары и является причиной 66 случаев среди 400 изученных лиц.