Тяжелые и часто летальные исходы малярии, такие как острая почечная недостаточность, возникают, когда паразит Plasmodium, передающийся через укусы комаров, проникает в эритроциты хозяина. Поскольку паразит размножается в геометрической прогрессии, он разрушает эти клетки и вызывает анемию, ослабляющую здоровье хозяина. В нормальных условиях макрофаги, специализированные клетки иммунной системы, перерабатывают железо, высвобождаемое из поврежденных или старых эритроцитов, для образования новых. Но возможности этой системы быстро исчерпываются при массовых поражениях, как при малярии. При невозможности замены эритроцитов у больного развивается тяжелая анемия и повышается риск смерти. Выводы Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) показывают, что когда острое повреждение почек и анемия возникают одновременно, они действуют синергетически, существенно увеличивая риск смерти пациента. Эти выводы были сделаны непосредственно в больнице Хосины Машел-Мария Пиа в Анголе, где малярия является основной причиной смерти. 400 человек, госпитализированных с малярией, были включены в это исследование в результате сотрудничества с Евклидом Сакомбойо, ангольским исследователем, который присоединился к группе воспаления в IGC через программу Gulbenkians ENVOLVE Ciência PALOP. Лаборатория, возглавляемая Мигелем Соаресом, уже много лет изучает метаболизм железа на животных моделях малярии. По его цвету легко понять, что мыши, которых мы изучаем, избавляются от побочных продуктов разрушения эритроцитов через мочу. Мы начали понимать, что у этих животных также было много железа в моче, но они не могли избавиться от всего этого, тем более, что эти больные мыши не едят достаточно, чтобы поддерживать необходимый уровень этого важного микроэлемента. Итак, мы подумали, что должна существовать популяция почечных клеток, которые реабсорбируют и перерабатывают железо, чтобы поддерживать некоторую степень нормальности у этих анемичных мышей, говорит Сусана Рамос, исследователь, вдохновившая и возглавившая последнее исследование группы. В предыдущем исследовании эти клетки, известные как клетки проксимальных канальцев почек, уже доказали свою важность в избавлении от токсичных побочных продуктов, которые способствуют развитию тяжелых форм малярии. В очередной раз эта клеточная популяция доказала свою невероятную роль в предотвращении смерти от тяжелых форм малярии. Цянь Ву, первый автор исследования, обнаружил, что эти почечные клетки изменяют свою генетическую программу, чтобы они могли поглощать и хранить железо. Позже они возвращают железо в обращение, позволяя формироваться новым эритроцитам. Мы не ожидали, что почки будут играть такую непосредственную роль в восстановлении развития этих клеток крови, говорит Цянь. Став основным органом, ответственным за хранение и перераспределение железа при малярии, почки определяют исход этого заболевания. Чтобы понять значение этого механизма, отдел трансгенных исследований института создал мышей без ферропортина, гена, который позволяет клеткам почек экспортировать железо. Результаты были неожиданными: у животных развилась тяжелая анемия, и они умерли, что является наглядным примером того, как простой клеточный механизм может оказывать глубокое воздействие на весь организм. Восстанавливая цепь железа и количество эритроцитов, почки тормозят анемию, гарантируя, что различные органы получают кислород и продолжают функционировать, когда хозяин инфицирован. Это открытие является наглядной демонстрацией того, как метаболизм инфицированного хозяина может быть перепрограммирован, чтобы определить исход инфекции, в данном случае малярии, объясняет главный исследователь Мигель Соарес. Эти результаты могут быть важны для обеспечения более персонализированного прогноза для инфицированных пациентов. Люди с некоторыми генетическими мутациями в этом клеточном экспортере железа менее склонны к развитию тяжелой анемии, говорит Мигель. С другой стороны, если клетки почек не могут экспортировать железо, которое они поглощают, пациенты могут стать более восприимчивыми к развитию острого повреждения почек и анемии. Теперь исследователи также могут начать думать о терапевтических стратегиях, направленных на этот метаболический путь.

Наука

Здоровые почки могут стать ключом к выживанию при малярии

Автор: Загудалина Диана

20:23 13-02-2023

Установите приложение "ЦСН"

Новое открытие имеет важное значение для прогноза инфицированных пациентов и для разработки целевых терапевтических стратегий, которые могут снизить количество смертей от малярии.

Тяжелые и часто летальные исходы малярии, такие как острая почечная недостаточность, возникают, когда паразит Plasmodium, передающийся через укусы комаров, проникает в эритроциты хозяина. Поскольку паразит размножается в геометрической прогрессии, он разрушает эти клетки и вызывает анемию, ослабляющую здоровье хозяина. В нормальных условиях макрофаги, специализированные клетки иммунной системы, перерабатывают железо, высвобождаемое из поврежденных или старых эритроцитов, для образования новых.

Но возможности этой системы быстро исчерпываются при массовых поражениях, как при малярии. При невозможности замены эритроцитов у больного развивается тяжелая анемия и повышается риск смерти. Выводы Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) показывают, что когда острое повреждение почек и анемия возникают одновременно, они действуют синергетически, существенно увеличивая риск смерти пациента. Эти выводы были сделаны непосредственно в больнице Хосины Машел-Мария Пиа в Анголе, где малярия является основной причиной смерти.

400 человек, госпитализированных с малярией, были включены в это исследование в результате сотрудничества с Евклидом Сакомбойо, ангольским исследователем, который присоединился к группе воспаления в IGC через программу Gulbenkians ENVOLVE Ciência PALOP. Лаборатория, возглавляемая Мигелем Соаресом, уже много лет изучает метаболизм железа на животных моделях малярии.

По его цвету легко понять, что мыши, которых мы изучаем, избавляются от побочных продуктов разрушения эритроцитов через мочу. Мы начали понимать, что у этих животных также было много железа в моче, но они не могли избавиться от всего этого, тем более, что эти больные мыши не едят достаточно, чтобы поддерживать необходимый уровень этого важного микроэлемента. Итак, мы подумали, что должна существовать популяция почечных клеток, которые реабсорбируют и перерабатывают железо, чтобы поддерживать некоторую степень нормальности у этих анемичных мышей,
говорит Сусана Рамос, исследователь, вдохновившая и возглавившая последнее исследование группы.

В предыдущем исследовании эти клетки, известные как клетки проксимальных канальцев почек, уже доказали свою важность в избавлении от токсичных побочных продуктов, которые способствуют развитию тяжелых форм малярии. В очередной раз эта клеточная популяция доказала свою невероятную роль в предотвращении смерти от тяжелых форм малярии. Цянь Ву, первый автор исследования, обнаружил, что эти почечные клетки изменяют свою генетическую программу, чтобы они могли поглощать и хранить железо. Позже они возвращают железо в обращение, позволяя формироваться новым эритроцитам.

Мы не ожидали, что почки будут играть такую непосредственную роль в восстановлении развития этих клеток крови,
говорит Цянь.

Став основным органом, ответственным за хранение и перераспределение железа при малярии, почки определяют исход этого заболевания. Чтобы понять значение этого механизма, отдел трансгенных исследований института создал мышей без ферропортина, гена, который позволяет клеткам почек экспортировать железо. Результаты были неожиданными: у животных развилась тяжелая анемия, и они умерли, что является наглядным примером того, как простой клеточный механизм может оказывать глубокое воздействие на весь организм. Восстанавливая цепь железа и количество эритроцитов, почки тормозят анемию, гарантируя, что различные органы получают кислород и продолжают функционировать, когда хозяин инфицирован.

Это открытие является наглядной демонстрацией того, как метаболизм инфицированного хозяина может быть перепрограммирован, чтобы определить исход инфекции, в данном случае малярии,
объясняет главный исследователь Мигель Соарес.

Эти результаты могут быть важны для обеспечения более персонализированного прогноза для инфицированных пациентов.

Люди с некоторыми генетическими мутациями в этом клеточном экспортере железа менее склонны к развитию тяжелой анемии,
говорит Мигель.

С другой стороны, если клетки почек не могут экспортировать железо, которое они поглощают, пациенты могут стать более восприимчивыми к развитию острого повреждения почек и анемии. Теперь исследователи также могут начать думать о терапевтических стратегиях, направленных на этот метаболический путь.