Исследователи заглушили гены в человеческих клетках, чтобы вызвать иммунитет к паразиту E. histolytica, которая поражает 50 миллионов человек и ежегодно вызывает от 40 000 до 110 000 смертей от тяжелой диареи во всем мире. «Эта амеба – кассетная бомба – ненасытный убийца», – сказала Челси Мари, доктор философии из Медицинской школы Университета Вирджинии, отметив проблему, с которой столкнулись исследователи, блокируя способность амебы убивать человеческие клетки. "В глубине души я думал, что паразит собирался уничтожить клетки-хозяева, что бы мы ни делали с их генетикой."
Тишина падает
Группа использовала технику под названием RNAi, чтобы создать библиотеку раковых клеток мочевого пузыря с тысячами независимых, заглушенных генов. Затем они бросили вызов этим культурам с помощью E. гистолитика. «Мы постоянно этим занимаемся в исследованиях рака», – сказал Дэн Теодореску, доктор медицины, доктор философии, ранее работавший в UVA, а теперь директор онкологического центра Университета Колорадо. "Обычно мы ищем гены, которые, если их замолчать, сделают клетки более восприимчивыми к химиотерапии.«В данном случае аналогом химиотерапии был инфекционный, опасный возбудитель.
E. histolytica оказалась стойким противником, уничтожив многие тысячи подвергшихся манипуляциям культур клеток.
Однако небольшое количество клеток, казалось, сопротивлялось паразиту. Было ли это случайным шансом на удачное выживание или заглушенные гены каким-то образом обеспечивали иммунитет?? Чтобы выяснить это, Мари выбросила мертвые клетки и повторно проверила выживших; снова она заразила клетки E. гистолитика. "Это не было счастливой случайностью", – сказала она. «Мы сделали это более девяти поколений клеток, каждый раз отбирая клетки, которые выжили, а затем повторно применяли паразита.
В течение этих поколений отбора мы видели, что культуры становились все более и более обогащенными клетками, лишенными определенных генов."
Определение ответственных генов
Используя секвенирование следующего поколения, Мари определила гены, вызывающие устойчивость, и обнаружила, что многие из них участвуют в управлении потоком калия в клетки человека и из них. Последующий эксперимент показал, что E. histolytica заставляет кишечные клетки выкачивать калий – непосредственно перед гибелью клеток. «Мы начали видеть довольно четкую линию рассуждений», – сказал Теодореску. "Паразит вызывал отток калия прямо перед смертью клеток, и клетки, которые оказались не в состоянии транспортировать калий, не умирали."
"Существует очевидная потребность в новых лекарствах, нацеленных на E. histolytica ", – сказал наставник Мари Уильям А. Петри младший., Доктор медицинских наук, начальник отдела инфекционных заболеваний и международного здравоохранения UVA. "Сейчас существует единственный антибиотик, который работает против этого паразита.
Мы знаем, что со временем у паразита разовьется устойчивость к антибиотику, и на этом этапе плана Б нет. Это может быть план Б – нацеливание на человеческие гены, которые позволяют паразиту вызывать болезнь."
Будущее
Мари продвигается вперед, работая над тем, чтобы сделать методику, использованную в исследовании, более эффективной и приблизить ее к использованию на людях.
Но просто продемонстрировать, что это может работать, – огромное достижение. «Это важное открытие с трансляционными последствиями для этой инфекции, вызывающей так много смертей во всем мире, но также доказательство того, что этот научный подход к раку может быть использован для изучения генетических механизмов устойчивости в области инфекционных заболеваний», – сказал Теодореску.
Результаты были опубликованы в журнале Scientific Reports в статье, написанной Мари, Хансом П. Веркерке, Теодореску и Петри.