Ngày14/1/2016. Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University_OIST. Bằng cách nào mà sốt rét lừa được hệ thống miễn dịch của chúng ta (How malaria fools our immune system). Các nhà nghiên cứu y học tái tạo cấu trúc 3D của một trong các protein của Plasmodium falciparum, tác nhân gây bệnh sốt rét và các kháng thể hoạt động như những tuyến bảo vệ đầu tiên chống lại ký sinh trùng cung cấp kiến thức quý báu cho việc thiết kế các loại thuốc sốt rét.
Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa‐Đại học Graduate (OIST) đã xây dựng lại cấu trúc 3D của một trong các protein của Plasmodium falciparum, tác nhân gây bệnh sốt rét và các kháng thể hoạt động như những tuyến bảo vệ đầu tiên chống lại ký sinh trùng. Nghiên cứu này được công bố trong Cell Reports đã được tiến hành tại đơn vị cấu trúc sinh học tế bào, dẫn đầu bởi GS. Ulf Skoglund cung cấp kiến thức quý báu cho việc thiết kế các loại thuốc sốt rét. Plasmodium falciparum được truyền sang người qua vết đôt của một số loài muỗi Anopheles, ngay khi vào bên trong cơ thể con người, ký sinh trùng sớm vươn tới gan, nơi đó nó trưởng thành và sau đó sẵn sàng gây nhiễm cho các tế bào máu đỏ còn gọi là hồng cầu, ký sinh trùng sống sót bằng cách phá vỡ các tế bào hồng cầu bị nhiễm bệnh và tấn công chúng nhiều hơn. Một chiến lược được sử dụng bởi tác nhân gây bệnh nhằm khuếch đại khả năng lây lan của nó là sự hình thành các chùm hình hoa thị của các hồng cầu không bị nhiễm xung quanh một tế bào hồng cầu bị nhiễm sốt rét bởi vì ký sinh trùng trong các tế bào trung tâm của hoa thị có thể dễ dàng gây nhiễm sang các tế bào xung quanh do đó hoa thị thúc đẩy tình trạng nhiễm bệnh. Hơn nữa, hình hoa thị có liên quan với sốt rét nặng và sốt cao, trong các mạch máu nhỏ các hình hoa thị lớn liên kết với các thành của các mao mạch làm cản trở lưu lượng máu bình thường, khiến cơ thể phản ứng bằng cách sốt cao vì trẻ em và người cao tuổi có các mao mạch mỏng hơn nên họ có nguy cơ cao mắc bệnh sốt rét nặng.
Một trong những yếu tố quan trọng trong sự hình thành hoa thị là protein PfEMP1,protein‐1 của màng hồng cầu Plasmodium falciparum, PfEMP1 làm nhô ra các tế bào hồng cầu nhiễm bệnh và đánh lừa một trong những hệ thống bảo vệ đầu tiên chống lại bệnh sốt rét được gọi là kháng thể IgM. IgMs liên kết với mầm bệnh hoặc các tế bào nhiễm mầm bệnh và gọi các phân tử miễn dịch khác như hệ thống bổ thể để hỗ trợ. Các nhà nghiên cứu OIST đã chỉ ra rằng IgM gắn với một hoặc hai loại protein PfEMP1 tạo thành một hình dạng loại bó hoa trên bề mặt của các tế bào bị nhiễm bệnh. Ký sinh trùng sốt rét khai thác IgM này làm lợi thế riêng của nó vì những bó hoa thu hút nhiều tế bào hồng cầu hơn và thúc đẩy việc hình thành các hoa thị, hơn nữa IgMs trong bó hoa không thể gắn kết với hệ thống bổ thể và tiêu diệt các tế bào bị nhiễm bệnh. “Mối quan hệ giữa PfEMP1s và IgMs như là một cái khóa hoàn hảo cũng không quá lỏng và không quá chặt mà là ác quỷ kế đánh lừa hệ thống miễn dịch của chúng ta” GS. Skoglund bình luận.
Bệnh sốt rét gây nhiễm các tế bào hồng cầu (pRBC) với IgM (màu tím) và PfEMP1 (màu vàng)
trên bề mặt của chúng thu hút các tế bào hồng cầu bị nhiễm bệnh (RBC)
tạo thành hình hoa thị.(Ảnh: Reetesh Raj Akhouri)
Kỹ thuật được sử dụng bởi các nhà nghiên cứu OIST cho phép họ có một cái nhìn năng động độc đáo về cấu trúc của protein: “Chúng ta đã thấy rằng PfEMP1 là một protein cứng hình C, vì cứng là một lợi thế, nếu mềm nó sẽ không làm việc rất tốt như thế. IgM, thay vào đó, giả định ba cấu trúc: Hình mở rộng, hình chuông và hình dạng rùa”. Có mô hình cấu trúc 3D này của PfEMP1 và tính phức tạp của IgM có thể giúp các nhà khoa học thiết kế phương pháp điều trị bằng thuốc sốt rét có thể phá bỏ hoặc loại bỏ hình hoa thị sốt rét mà không gây tổn thương cho bệnh nhân.
