I de tidiga stadierna av infektion, malariaparasiten (grön) gömmer sig i en persons leverceller (blå) innan den invaderar deras blod. I rött visas ett mänskligt protein som parasiten samarbetar med för att hjälpa det överleva i ett bubbelliknande fack där det kommer att växa och föröka sig. Kredit:Rene Raphemot, Ph.D., Duke University
I jakten på nya vapen mot malaria, mest läkemedelsutveckling har fokuserat på de parasiter som orsakar sjukdomen. Men Duke University forskare försöker en annan takt. Istället för att rikta in sig på malariaparasiten direkt, tanken är att upptäcka läkemedel som riktar sig till de mänskliga cellmaskinerna som är värvade för malarias smutsiga arbete.
I en ny studie, ett team ledd av biträdande professor i kemi Emily Derbyshire har identifierat mer än 100 mänskliga gener som malariaparasiter befaller att ta uppehåll i sitt offers lever under de "tysta" tidigare stadierna av infektion, innan symtom uppträder.
Innan deras arbete var bara några sådana gener kända. Resultaten kan så småningom leda till nya sätt att stoppa malariaparasiter innan människor blir sjuka och hjälper till att hindra sjukdomen från att sprida sig, via behandlingar som är mindre benägna att främja resistens än befintliga malarialäkemedel, säger forskarna.
Studien visas online den 27 juni i tidskriften Cellkemisk biologi .
Malaria orsakas av Plasmodium , en encellig parasit sprids genom bett av infekterade myggor. Inom timmar efter att ha kommit in i en persons kropp, parasiten tar sig in i en levercell, som den använder som ett slags levande plantskola. Där, den stjäl bitar av värdens cellmembran för att hjälpa till att bygga en skyddande påse inuti cellen där den tyst mognar och förökar sig innan den spricker ut i tusentals i blodomloppet.
Det är då parasiten börjar invadera röda blodkroppar och orsaka malarias karakteristiska vågor av feber och frossa. Blodstadiet är också när parasiter kan plockas upp av en annan bitande mygg och överföras till nästa person. Om vi kunde stoppa parasiten medan den fortfarande lurar i levern, innan det når blodet, forskare säger, vi skulle kunna hindra människor från att utveckla symtom eller bidra till dess spridning.
För denna studie, forskare använde bitar av tystande RNA för att lura mänskliga leverceller att tappa ner var och en av ungefär 7, 000 proteinkodande gener. Sedan infekterade de levercellerna med en musmalariaparasit som liknar den Plasmodium arter som orsakar mänsklig malaria. Forskarna tittade för att se om, genom att hindra cellerna från att tillverka ett visst protein, de kunde minska parasitbelastningen i levern utan att själva döda levercellerna.
Forskarna identifierade över 100 mänskliga gener som malaria samordnar för sin egen fördel när den utvecklas inuti levern, inklusive flera inblandade i att frakta last mellan olika cellfack som teamet undersöker vidare. Läkemedel som undertrycker vissa av dessa mål kan potentiellt hämma parasitens utveckling innan den frodas i blodet, säger forskarna.
Läkemedel för att förebygga och behandla malaria har funnits i århundraden. Och ändå dödar sjukdomen fortfarande cirka 500 över hela världen, 000 personer om året, delvis för att parasitpopulationer har utvecklat sätt att undvika attacker.
"Många av de läkemedel som är tillgängliga fungerar inte särskilt bra på grund av resistens, "Sa Derbyshire.
Vissa säger att det enda sättet att ligga i framkant är att fortsätta hitta nya droger. Det tidiga leverstadiet ses som ett lovande mål eftersom människor har färre parasiter vid den tiden, vilket kan bromsa upp motståndet.
"Även om tiotusentals parasiter kommer ut ur levern, det är fortfarande ett mycket litet antal jämfört med de miljarder som byggs upp senare i blodstadiet, " sa medförfattaren Maria Toro-Moreno, en kemistudent vid Duke.
Denna kvävningspunkt kan göra ett enklare mål, Toro-Moreno förklarade. "Det är en flaskhals i befolkningen. Parasiten är sårbar i detta skede."
Lägre antal betyder också att parasiterna i en infekterad persons kropp är mindre genetiskt olika. Ett läkemedel som administreras i detta skede är mindre sannolikt att främja resistens än ett som administreras efter Plasmodium har förökat sig mer, under vilken tid slumpmässiga genetiska mutationer kan uppstå som gör att vissa parasitstammar kan överleva behandlingen.
Att identifiera potentiella mål är bara ett första steg i läkemedelsutveckling, en process som kan ta över ett decennium och kräva miljontals dollar i investeringar innan den når kliniken. Men genom att bättre förstå det intima förhållandet mellan malariaparasiten och dess värd, forskarna hoppas komma närmare.