Los científicos de Melbourne han dado un paso significativo hacia el desarrollo de una nueva vacuna contra la malaria, revelando por primera vez un modelo de 'escala atómica' de cómo el parásito invade las células humanas.
Utilizando la tecnología ganadora del Premio Nobel cryo-EM microscopía crioelectrónica, los investigadores mapearon el primer contacto previamente oculto entre Plasmodium vivax los parásitos de la malaria y los glóbulos rojos jóvenes invaden para comenzar la propagación de los parásitos por todo el cuerpo. El descubrimiento se publicó hoy en Naturaleza .
El profesor asociado Wai-Hong Tham y el Dr. Jakub Gruszczyk del Instituto Walter y Eliza Hall de Melbourne, en colaboración con el Dr. Rick Huang y el Dr. Zhiheng Yu del Instituto Médico Howard Hughes EE. UU., Resolvieron el misterio de la maquinaria molecularel parásito usa para adherirse a los glóbulos rojos.
Este paso esencial en el ciclo de vida de la malaria es el comienzo de los síntomas clásicos asociados con la malaria: fiebre, escalofríos, malestar, diarrea y vómitos, que pueden durar semanas o incluso más.
Cryo-EM proporciona clave de vacuna
A principios de este año, el equipo descubrió P. vivax los parásitos usan el receptor de transferrina humana para obtener acceso a los glóbulos rojos, un estudio que publicaron en Science. Ahora, con la ayuda de la revolucionaria tecnología cryo-EM, el profesor asociado Tham dijo que el equipo pudo superar los desafíos técnicos anteriores para visualizarla interacción a nivel atómico
"Ahora hemos mapeado, hasta el nivel atómico, exactamente cómo interactúa el parásito con el receptor de transferrina humano", dijo el profesor asociado Tham.
"Esto es crítico para llevar nuestro hallazgo original a la siguiente etapa: desarrollar nuevos medicamentos y vacunas antipalúdicos potenciales. Cryo-EM realmente está abriendo puertas para que los investigadores visualicen estructuras que antes eran demasiado grandes y complejas para" resolverlas "antes."
P. vivax es el parásito de la malaria más extendido en todo el mundo, y la causa predominante de la malaria en la gran mayoría de los países fuera de África. Debido a su propensión a "esconderse" sin ser detectado por el sistema inmune en el hígado de una persona, también es el parásito número unoresponsable de infecciones recurrentes de malaria.
Guiado por el mapa 3D, el Profesor Asociado Tham dijo que el equipo pudo descifrar los detalles precisos de la interacción parásito-huésped, identificando sus puntos más vulnerables.
"Es básicamente un desafío de diseño. P. vivax los parásitos son increíblemente diversos, lo cual es un desafío para el desarrollo de vacunas. Ahora hemos identificado la maquinaria molecular que sería el mejor objetivo para una vacuna antipalúdica eficaz contra la más amplia gama de P. vivax parásitos ", dijo ella.
"Con este nivel de detalle sin precedentes, ahora podemos comenzar a diseñar nuevas terapias que atacan e interrumpen específicamente la maquinaria de invasión del parásito, evitando que los parásitos de la malaria secuestren los glóbulos rojos humanos para propagarse a través de la sangre y, en última instancia, transmitirse a otros"
Explotación de puntos débiles
El Dr. Gruszczyk dijo que el equipo también 'resolvió' cómo los anticuerpos antipalúdicos se unen y bloquean P. vivax parásitos para evitar que invadan los glóbulos rojos, utilizando instalaciones de cristalografía de rayos X en el Sincrotrón australiano.
"Con este mapa de cristal, hemos identificado 'puntos débiles' adicionales que podrían explotarse como objetivos terapéuticos. La información nos permite volver al parásito y extraer la parte de la proteína que producirá la mejor vacuna posible,"Dijo el Dr. Gruszczyk.
La investigación fue apoyada por el Consejo de Investigación de Australia, la Beca de Innovación Speedy, el Consejo Nacional de Investigación Médica y de Salud, el Instituto Médico Howard Hughes, el Wellcome Trust, el Drakensberg Trust y el Gobierno de Victoria.
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Materiales proporcionado por Instituto Walter y Eliza Hall . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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