Ameba zabija ludzkie komórki i udaje jedną z nich

Pełzak czerwonki (Entamoeba histolytica) powoduje chorobę zwaną pełzakowicą lub czerwonka pełzakową. Na pełzakowicę chorują zwykłe osoby stale lub czasowo przebywające w rejonach tropikalnych, na obszarach o niskich standardach sanitarnych. Do zakażenia dochodzi najczęściej drogą pokarmową, poprzez brudne ręce, pokarm lub wodę zanieczyszczone cystami pochodzącymi z kału innej osoby zakażonej tym pasożytem. Innym sposobem zakażenia są kontakty seksualne.

Z połkniętych cyst w końcowym odcinku jelita cienkiego lub w jelicie grubym rozwijają się formy inwazyjne - trofozoity. Trofozoity mogą uszkadzać błonę śluzową jelita, czego objawem jest domieszka krwi w stolcu. Bywa, że pełzaki przedostają się do krwi, a z nią do wątroby i innych narządów. Entamoeba histolytica wytwarza substancje, które "rozpuszczają" tkanki i powodują obumieranie komórek - w efekcie powstają ropnie.

Co roku Entamoeba histolytica zaraża się około 50 milionów ludzi. Ameba zwykle powoduje tylko biegunkę, jeśli jednak przedostanie się z jelita do krwiobiegu, może uszkodzić wątrobę, mózg czy płuca - z powodu takich powikłań umiera około 70 tysięcy osób rocznie. Pełzaki czerwonki są zdolne do zniszczenia ludzkich komórek każdego rodzaju - nawet białych krwinek, wyspecjalizowanych do walki z podobnymi zagrożeniami.

Katherine Ralston, adiunkt University of California w Davis i jej zespół pracują nad zrozumieniem mechanizmów wykorzystywanych przez niebezpiecznego pierwotniaka. Wiedząc, w jaki sposób uszkadza on tkanki, można opracować środki zaradcze - nowe terapie czy szczepionki.

Pełzak czerwonki nie pożera w całości komórek, które zabija - pod mikroskopem wygląda jakby spieszył się, by zniszczyć ich jak najwięcej. Jak wykazała już w roku 2014 Ralston, wbrew wcześniejszym przypuszczeniom nie chodzi tu o wstrzykiwanie trucizny, ale "obgryzanie" zaatakowanych komórek - ich pochłonięte fragmenty gromadzą się wewnątrz ameby - proces ten nazwano "trogocytozą" (od greckiego słowa "trogein", oznaczającego gryzienie).

W roku 2022 Ralston odkryła, że po wchłonięciu przez amebę fragmentów ludzkich komórek staje się ona odporna na ważny składnik ludzkiego układu odpornościowego - białka dopełniacza, czyli klasę cząsteczek, które znajdują i zabijają atakujące komórki.

Jak wynika z najnowszych badań Ralston oraz studentów studiów podyplomowych Maury Ruyechan i Wesleya Huanga, ameba staje się odporna na białka dopełniacza, pobierając białka z zewnętrznych błon ludzkich komórek i umieszczając je na swojej własnej powierzchni.

Dwa z tych ludzkich białek, zwane CD46 i CD55, zapobiegają przyczepianiu się białek dopełniacza do powierzchni ameby. Inaczej mówiąc - ameby zabijają ludzkie komórki, a następnie się za nie "przebierają".

W przypadku prostszych patogenów, zwłaszcza wirusów, stosunkowo łatwo zidentyfikować geny kluczowe dla wywoływania choroby. Jednak badania nad dużo większym genomem E. histolytica sprawiają naukowcom problemy. Dopiero w roku 2013 odkryto, że E. histolytica wykorzystuje proces komórkowy zwany "hamowaniem RNA" (RNAi), aby kontrolować ekspresję swoich genów.

Ralston i jej współpracownicy wykorzystali "bibliotekę RNAi" do hamowania ekspresji każdego z 8734 znanych genów pasożyta indywidualnie. Teraz przedstawili plan wykorzystania systemu RNAi do szybkiej identyfikacji genów, które są niezbędne amebie do wykonywania kluczowych czynności - "gryzienia" ludzkich komórek lub kradzieży ich białek. W połączeniu z narzędziem do edycji genów CRISPR mogliby oznaczać białka markerami fluorescencyjnymi, aby obserwować ich interakcje pod mikroskopem; lub usuwać małe części genów i białek, aby znaleźć określone części, które są kluczowe i mogłyby być celem leków.

Paweł Wernicki