卫生官员警告说,耐药性可能消灭对抗疟疾的最新进展,特别是在非洲和东南亚。现在,研究人员寻找其他方法来对抗蚊子传播的寄生虫引起的疾病已经解开了潜在的新目标:生物钟。
大多数生物内部时钟管理从饥饿和激素水平的波动时基因是活跃的。
在一个研究6月6日发表在《美国国家科学院学报》上,研究人员分析了基因活动的患者出现在医疗设施Thailand-Cambodia边境,疟疾感染的迹象。
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研究小组发现,疟疾寄生虫以某种方式同步它们的分子与宿主的内部24小时时钟节奏,各自的基因在完美的与对方同步上升和下降的过程中,每天像两个摆时钟和同步波动。
杜克大学的研究小组,佛罗里达大西洋大学和军队医学科学研究所说,发现铺平了道路,新的抗疟疾药物,把疟疾的内部时钟的宿主,本质上是“后学便”的寄生虫。
“我们有理由关心这个,”资深作者说史蒂夫hasse还杜克大学的生物学教授。“我们正在最后一行的药物,以青蒿素为基础的联合疗法,和我们已经看到的阻力在东南亚。探索一些新的想法抗击疟疾是有意义的。”
当有人患了疟疾,致命的身体内部循环重复。疾病的反复发烧是由微小的峰值疟原虫寄生虫侵入人的红细胞,相乘,然后突然一致,流入血液中数百万的入侵其他细胞,重新开始循环。
这个循环重复每24、48或72小时根据疟原虫物种。这让科学家们想知道:寄生虫可以协调以某种方式与宿主的24小时的昼夜节律吗?
为了找到答案,研究人员收集了10人的血液检测疟疾引起的间日疟原虫疟原虫的主要物种的发现,在亚洲和拉丁美洲。
然后分析了RNA的样品每三个小时/ 2天来找出哪些基因活跃寄生虫在他们的受害者的成熟红细胞。使用一种称为RNA序列的技术,研究小组跟踪超过1000个基因的表达在病人的免疫细胞和寄生虫潜伏在他们的血液。
研究人员发现数百个基因,遵循一种“似钟的节奏,加大在一天中的某些时候,在别人关掉。通过这些数据,他们开发了一种方法来计算每个病人的内部时钟时间和寄生虫。然后他们计算基因表达的规律是一致的。
间日疟原虫寄生虫有一个生命周期,每48小时重复。果然,对于每一个寄生虫时钟,24小时的生物钟的主机绕两次。
研究小组发现,并不是每一个患者的24小时的生物钟运行在完全相同的时间表。有些人当天早些时候开始的周期;一些以后。但无论如何转变一个人的生物节律的自行车在疟疾寄生虫的基因对齐匹配。
研究人员已经知道,疟疾寄生虫有自己的内部计时机制。在一个2020年的研究hasse还和他的同事们认为,即使在体外生长,没有线索像主人的食物或睡眠周期及时帮助东方,疟疾寄生虫仍然可以保持节拍。他们的节奏性是由于一个内部节拍器蜱虫的自愿,导致寄生虫的基因定期上下坡道。
但是,新的研究显示更多的东西。“这些结果表明,寄生虫钟和主机时钟是相互交谈,“hasse还说。
“我们有理由关心这个。我们在最后一行的药物,以青蒿素为基础的联合疗法,我们已经看到在东南亚阻力。探索一些新的想法抗击疟疾是有意义的。”
史蒂夫•哈斯杜克大学的生物学教授
科学家们仍然不知道是什么驱使疟原虫协调他们的节奏与主机。“宿主的寄生虫有可能利用的内部节奏来达到他们自己的目的,“hasse还说,但优势的性质还不清楚。
有一种理论认为,这些寄生虫安排他们从血红细胞,以避免出现的时候他们的受害者最活跃的免疫系统,使自己更不容易遭受攻击。
“他们也可以定时发育周期,所以他们有适当的营养,“hasse还说。“我们不知道。这是一个大问题。”
美国多就没有疟疾70年,但这种疾病仍然是死亡的一个主要原因,贫困和热带地区的世界,杀人619000人仅在2021年,其中大部分为儿童。
部分原因是疟疾躲避攻击的能力。疟疾药物已经存在了数百年,但许多现有药物的阿森纳正在失去其有效性,作为寄生虫种群在世界某些地区发展方面。
如果他们能找出疟原虫在介入人类,研究者说它可能会开发新药物,脱钩寄生虫的时钟的主机,从而帮助免疫系统更好的对抗入侵者。
发现在其他主机物种都是有前途的。在老鼠中,疟疾寄生虫的节奏跟不上主机一半是有效的传播感染。
下一步,研究人员试图找出如何寄生虫与人类生物钟相互“沟通”,这样他们的周期排列。
“有一些分子信号,他们来回传递给对方,“hasse还说。“我们不知道它们是什么,但如果我们能扰乱他们,我们可能有机会干预。”
参考:莫塔FC, McGoff K,莫斯利RC, et al .寄生虫intraerythrocytic周期和人类生理周期期间的疟疾感染。《美国国家科学院刊。120 (24):e2216522120。2023;doi:10.1073 / pnas.2216522120
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