Прорыв в лечении малярии: что выяснили ученые

Возбудитель малярии проявляет удивительную изворотливость, адаптируясь к новым лекарствам. Изучая паразита в естественной среде, ученые открыли неожиданную уязвимость жизненно важного белка — ионного натриевого насоса.

Новые открытия в области биохимии малярийного плазмодия, сделанные исследователями из Колумбийского и Дрексельского университетов, могут изменить подход к лечению малярии в будущем.

По мере того, как возбудители по всему миру становятся устойчивыми к противомалярийным препаратам, а прогресс в борьбе с болезнью замедляется, исследователи ищут новые соединения для уничтожения паразитов. Натриевый ионный транспортер PfATP4, необходимый для выживания паразита белок, стал одной из наиболее привлекательных мишеней для лекарственных препаратов, но у паразитов быстро развивается устойчивость к экспериментальным ингибиторам PfATP4.

Клетки малярийного плазмодия атакуют эритроциты человека.Источник: Unsplash

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, предоставляет микробиологам, эпидемиологам и инфекционистам важную информацию о PfATP4, которая может помочь в разработке более устойчивых ингибиторов натриевого ионного насоса. В исследовании впервые представлена трехмерная структура PfATP4 с высоким разрешением, которая позволяет выявить участки, с которыми могут связываться ингибиторы, а также ранее неизвестный белок-партнер, облегчающий связывание. Это открывает совершенно новые возможности для разработки противомалярийных препаратов.

Авторы подчеркивают важность изучения малярийного плазмодия в естественной среде обитания. Предыдущие попытки определить трехмерную структуру PfATP4 проводились в соответствии со стандартными процедурами структурных исследований: сначала ученые встраивали ген в клетку дрожжей или бактерий, культивировали клетки, чтобы получить достаточное количество копий белка для анализа, а затем получали изображения белков с помощью криоэлектронной микроскопии.

Однако экспрессия генов P. falciparum в клетках, отличных от естественных хозяев паразита, часто оказывалась невозможной. Несколько лет назад команда разработала методы, которые позволяют получать трехмерные структуры белков P. falciparum с высоким разрешением, выделяя их непосредственно из зараженных паразитами клеток крови.

Структура АТФазы P-типа P. falciparum, PfATP4. Первая трехмерная структура натриевого ионного насоса PfATP4 P. falciparum с высоким разрешением, представленная здесь вместе с недавно открытым связывающим белком PfABP, может привести к разработке новых методов лечения малярии. Фото: Nature Communications (2025). DOI:10.1038/s41467-025-64815-yИсточник: https://phys.org/

Неожиданно на снимках был обнаружен ранее неизвестный белок, связанный с ионным насосом. Новый белок, который исследователи назвали «PfATP4-связывающим белком» (PfATP4 Binding Protein, PfABP), по-видимому, стабилизирует и регулирует функцию PfATP4 и необходим для выживания паразита.

Мы обнаружили, что потеря PfABP приводит к быстрой деградации натриевого насоса PfATP4 и гибели паразита. Поскольку PfABP, по-видимому, менее подвержен мутациям, паразитам может быть сложнее избежать воздействия лекарств, нацеленных на него. 
 

Мезерет Хайле
аспирантка Колледжа врачей и хирургов Колумбийского университета, соавтор исследования.

Авторы отмечают, что открытие связывающего белка было бы невозможно без эндогенных методов, позволяющих изучать белки паразита в их естественной клеточной среде, а не в модельных культурах.