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Novas Descobertas Sobre Proteínas da Malária e Mecanismos da Doença

Pesquisadores estudam uma proteína em parasitas da malária que influencia a doença, mas não é essencial.

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A malária é uma doença séria causada por pequenos organismos unicelulares chamados parasitas Plasmodium. Esses parasitas invadem os glóbulos vermelhos, onde crescem e se multiplicam. Isso pode levar à destruição das células infectadas e causar vários problemas de saúde. O tipo mais perigoso de malária é causado por um parasita específico chamado Plasmodium falciparum.

Quando esses parasitas entram nas células vermelhas do sangue, eles criam um compartimento protetor e começam a produzir muitas proteínas que mudam o ambiente da célula. Algumas dessas proteínas permitem que as células infectadas grudem nas paredes dos vasos sanguíneos pequenos, ajudando-as a se esconder do sistema imunológico. Isso pode levar a bloqueios no fluxo sanguíneo em órgãos vitais, causando problemas de saúde graves.

Uma proteína importante que ajuda o P. Falciparum a grudar nas paredes dos vasos sanguíneos é chamada PfEMP1. Ela é produzida pelo parasita e se liga a uma proteína no corpo humano conhecida como CD36. O P. falciparum usa esse método para evitar ser eliminado pelo baço, que normalmente limpa o sangue de células indesejadas.

O Experimento

Os cientistas estão interessados em entender como o P. falciparum consegue grudar nos vasos sanguíneos para criar novos tratamentos que possam salvar vidas interrompendo esse processo. Porém, estudar isso em organismos vivos é desafiador porque modelos apropriados são difíceis de encontrar.

Um modelo comum usado é outro tipo de Plasmodium chamado P. Berghei, que infecta camundongos. Esse parasita é adequado para experimentos porque pode ser facilmente modificado geneticamente, permitindo que os cientistas estudem seu comportamento em detalhes. Assim como o P. falciparum, o P. berghei também consegue fazer com que células vermelhas do sangue infectadas permaneçam nos vasos sanguíneos pequenos, o que é essencial para estudar como esses parasitas causam doenças.

O P. berghei e o P. falciparum compartilham muitas características, como a capacidade de exportar proteínas para as células vermelhas do sangue infectadas. Um número significativo dessas proteínas vem de famílias multigênicas, o que significa que fazem parte de um grande grupo de genes semelhantes. Algumas dessas proteínas são pensadas para ajudar as células vermelhas do sangue infectadas a se prenderem às paredes dos vasos sanguíneos.

Descoberta do EMAP3

Os pesquisadores começaram a procurar novas proteínas no P. berghei que poderiam ajudar as células vermelhas do sangue infectadas a se grudarem nas paredes dos vasos sanguíneos. Eles descobriram uma nova proteína chamada EMAP3. Os cientistas marcaram essa proteína para ajudar a rastreá-la e ver onde ela vai dentro das células vermelhas do sangue infectadas.

Usando uma técnica de imagem especial, eles observaram que o EMAP3 está localizado na superfície das células vermelhas do sangue infectadas. Ele foi encontrado durante a fase do ciclo de vida do parasita em que ele está se replicando nas células vermelhas do sangue. Eles notaram que o EMAP3 interage com outra proteína, EMAP1, que também é encontrada na superfície das células vermelhas do sangue infectadas.

O Papel do EMAP3

Apesar de estar presente na superfície, os pesquisadores testaram se o EMAP3 desempenha um papel chave em ajudar os parasitas a grudarem nos vasos sanguíneos. Para isso, eles criaram uma linhagem de P. berghei que não tinha EMAP3. Eles injetaram camundongos com ambas as linhagens: uma com EMAP3 e outra sem.

Eles monitoraram como os parasitas cresciam no sangue e se havia alguma diferença em como eles infectavam os camundongos. Os resultados mostraram que a ausência do EMAP3 não afetou significativamente o crescimento dos parasitas ou a capacidade deles de causar doenças. Isso sugere que o EMAP3 não é um fator crítico para a sequestração ou virulência dos parasitas.

Constatations da Co-imunoprecipitação

Os pesquisadores então realizaram um conjunto de experimentos chamados co-imunoprecipitação para ver se o EMAP3 interage com outras proteínas que podem ajudar o parasita a se fixar nos vasos sanguíneos. Eles usaram versões marcadas do EMAP3 e de outras proteínas para capturar quaisquer interações.

Os resultados indicaram que o EMAP3 provavelmente interage com o EMAP1, mas não com uma proteína chamada SMAC. Isso significa que o EMAP3 pode trabalhar junto com o EMAP1 na superfície das células vermelhas do sangue infectadas, enquanto o SMAC parece operar de forma diferente dentro das células.

Tanto o EMAP3 quanto o SMAC também interagiram com proteínas comuns encontradas nas células vermelhas do sangue. Isso sugere que eles podem ajudar os parasitas a se conectarem à estrutura interna das células vermelhas do sangue.

Estudo da Sequestro de Órgãos

Em seguida, o estudo analisou quão bem os parasitas conseguiam se mover para diferentes órgãos usando técnicas de imagem. Eles compararam o movimento dos parasitas em camundongos infectados com a linhagem deficiente em EMAP3 com aqueles infectados com a linhagem normal.

Em todos os casos, ambos os tipos de parasitas mostraram uma capacidade semelhante de alcançar os pulmões e outros órgãos, mas os pesquisadores esperavam algumas diferenças devido à ausência do EMAP3. No entanto, eles não encontraram mudanças significativas em como os parasitas se espalhavam pelo corpo.

Além disso, eles também não perceberam diferenças na gravidade da doença nos camundongos infectados com uma das linhagens. Assim, eles concluíram que a remoção do EMAP3 não impactou significativamente a resposta geral à doença.

Conclusão

O estudo caracterizou com sucesso o EMAP3 como uma proteína exportada pelo P. berghei para as células vermelhas do sangue infectadas. Ele está localizado na superfície da célula, onde interage com o EMAP1. No entanto, os pesquisadores descobriram que o EMAP3 não é essencial para os parasitas causarem doenças ou para se aderirem aos vasos sanguíneos.

Enquanto os resultados forneceram novas informações sobre como esses parasitas da malária funcionam, eles também levantaram questões sobre os papéis de outras proteínas no processo da doença. No geral, essa pesquisa contribui para nosso conhecimento sobre a malária e pode guiar futuros esforços para desenvolver tratamentos eficazes contra essa doença perigosa.

Direções Futuras

Os achados sugerem que mais trabalho é necessário para explorar as interações complexas entre diferentes proteínas produzidas por esses parasitas. Estudos futuros podem se concentrar em entender como essas proteínas trabalham juntas para impactar a progressão da doença.

Investigar outras proteínas potenciais que poderiam desempenhar um papel na adesão das células infectadas às paredes dos vasos sanguíneos também será crucial. Ao descobrir esses mecanismos, os cientistas esperam encontrar novos alvos terapêuticos para combater a malária de maneira mais eficaz.

Resumo

A malária continua sendo um desafio de saúde global, e entender a biologia dos parasitas que causam a malária é fundamental para criar novas estratégias de prevenção e tratamento. A exploração de proteínas como o EMAP3 fornece passos importantes para desvendar como esses parasitas operam e como podem ser efetivamente alvos em pesquisas futuras.

Fonte original

Título: Erythrocyte membrane protein 3 (EMAP3) is exposed on the surface of the Plasmodium berghei infected red blood cell

Resumo: The human malaria parasite Plasmodium falciparum invades red blood cells (RBC) and exports parasite proteins to transform the host cell for its survival. These exported proteins facilitate uptake of nutrients and cytoadherence of the infected RBC (iRBC) to endothelial cells of small blood vessels, thus protecting the iRBC from splenic clearance. The parasite protein PfEMP1 and the host protein CD36 play a major role in P. falciparum iRBC cytoadherence. The murine parasite Plasmodium berghei is a widely used experimental model that combines high genetic tractability with access to in vivo studies. P. berghei iRBC also sequesters in small blood vessels, mediated by binding to CD36. However, the parasite proteins binding to CD36 are unknown and only very few parasite proteins, including EMAP1 and EMAP2, have been identified that are present at the iRBC membrane. We have identified a new protein named EMAP3 and demonstrated its export to the iRBC membrane where it interacts with EMAP1, with only EMAP3 exposed on the outer surface of the iRBC. Parasites lacking EMAP3 display no significant reduction in growth or sequestration, indicating that EMAP3 is not the major CD36-binding protein. The outer-surface location of EMAP3 offers a new scaffold for displaying P. falciparum proteins on the surface of the P. berghei iRBC, providing a platform to screen in vivo putative inhibitors of P. falciparum cytoadherence.

Autores: Ellen SC Bushell, S. Hernandez, R. Rashpa, T. K. Jonsdottir, M. S. Paoletta, M. R. Diaz, S. Chevalley-Maurel, T. Ishizaki, C. J. Janse, B. Franke-Fayard, M. Brochet

Última atualização: 2024-05-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596273

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.28.596273.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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