När människokroppen känner av en invaderande mikroorganism, skruvar den upp termostaten i hopp om att en ökning av kroppstemperaturen (feber) kommer att hämma spridningen av inkräktaren. För malariaparasiter som finns inuti röda blodkroppar är det normala fysiologiska intervallet av febertemperaturer inte tillräckligt varmt för att undertrycka replikation - en verklighet som gör att parasiterna kan fortplanta sig ohämmat.

Nu har forskare vid National Institutes of Health (NIH) belyst hur malariaparasiter kringgår värdens febersvar. Utredarna rapporterar i tidskriften Nature Communications att parasiten kapar de röda blodkropparnas cellulära försvar för att skydda sina egna proteiner från de skadliga effekterna av överdriven värme.

"Våra fynd avslöjar den molekylära mekanismen som ligger bakom malariaparasiters anmärkningsvärda tolerans för värdkroppstemperatur", säger seniorforskare Louis Miller, Ph.D., vid National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), en del av NIH. "Strategien som används av malariaparasiter, som innebär att behärska värdens proteinförsvarsmekanism, representerar ett viktigt mål för utvecklingen av nya terapier för att behandla malaria."

Falciparum malaria är en myggburen sjukdom som orsakas av protozoparasiten Plasmodium falciparum. Världshälsoorganisationen uppskattar att det år 2020 fanns cirka 241 miljoner nya fall av malaria och 627 000 dödsfall hänförliga till sjukdomen världen över. De vanligast smittade är små barn i Afrika söder om Sahara.

Inuti människokroppen finns parasiten i två huvudformer, i levern och i röda blodkroppar. Parasiten i leverstadiet är vanligtvis inte känslig för förhöjd kroppstemperatur. Men den asexuella formen av parasiten som finns inuti röda blodkroppar - parasiten i blodstadiet - kan vanligtvis dödas när kroppstemperaturen stiger över det normala intervallet 36,5 till 37,5 grader Celsius (97,7 till 99,5 grader Fahrenheit).

Under 2018 utvecklade Dr. Miller och hans kollegor ett snabbt diagnostiskt test för att identifiera individer som har varianten P. falciparum som uppvisar ovanligt hög tolerans mot feber. I den aktuella studien karakteriserade forskarna den molekylära grunden för denna termiska tolerans.

Teamet fann att värmeresistenta parasiter har förhöjda nivåer av ett chaperoneprotein som heter PfHsp70-x. Produktionen av detta protein begränsas normalt när temperaturen inuti röda blodkroppar överstiger 37,5 C (99,5 F). Men forskarna upptäckte en mekanism genom vilken dessa värmebeständiga parasiter säkerställer en pågående produktion av PfHsp70-x-chaperonen.

Förhöjda nivåer av PfHsp70-x skyddar parasitens proteiner mot värmeinducerade skador, håller parasiterna vid liv och replikerar även när kroppstemperaturen stiger. Ledarens förmåga att skydda parasitiska proteiner är rotad i dess interaktion med ett värdcellsprotein som kallas Hsp90, en nyckelkomponent i cellens värmechockresponsväg.

"Malariaparasiter har kapat värdens cellförsvarsmekanism för att skydda sig mot de skadliga effekterna av feber", säger Dr. Miller. "Våra fynd avslöjar den molekylära koreografin genom vilken parasiterna utnyttjar denna försvarsväg, vilket skapar en möjlighet för innovativa terapier för att avväpna chaperonen och blockera parasittillväxt."