Раскрыт секрет серповидных клеток крови - Гранит науки - 2011-11-15

Раскрыт секрет серповидных клеток крови – стало ясно, почему носители гена серповидноклеточной анемии защищены от малярии, у них нет белка, который используется малярийным плазмодием для своих целей.

С тех пор как 57 лет назад британский генетик Энтони Аллисон (Anthony Allison) установил существование наследственного фактора, который вызывает серповидноклеточную анемию и одновременно защищает от малярии, медицинская наука пытается понять, какова природа этой связи. В экваториальной Африке, где в то время работал Аллисон, носителями мутантного гена гемоглобина (в одной копии) являются около 40% населения, и эти люди не заболевают малярией. В статье, которую публикует последний номер Science, представлены данные, которые частично объясняют этот феномен. Серповидноклеточная анемия характеризуется тем, что красные кровяные тельца, эритроциты, имеют не обычную, круглую, форму, а изогнуты в виде серпа. Михаэль Ланцер (Michael Lanzer) и его коллеги из Гейдельбергского университета (Heidelberg University), Германия, в сотрудничестве с Центром Биомедицинских исследований Пьетро Аннигони (Biomedical Research Center Pietro Annigoni) в Уагадугу, Буркина Фасо, провели электронно-микроскопический анализ структуры разных эритроцитов. Они сравнивали здоровые красные кровяные тельца с такими же нормальными клетками, но инфицированными малярийным паразитом Plasmodium falciparum, а также с инфицированными эритроцитами людей, которые несут по одной копии мутантного гена гемоглобина. Оказалось, что у здоровых эритроцитов короткие кусочки актиновых филаментов – нитей белка актина, который играет важную роль в поддержании внутреннего скелета клеток – скапливаются под клеточной мембраной. Но у инфицированных плазмодием клеток картина иная: малярийный паразит использует эти актиновые филаменты для построения межклеточного мостика, по которому транспортируется производимый им белок адгезин. Попадая на поверхность эритроцитов, адгезин малярийного плазмодия вызывает слипание кровяных клеток друг с другом, что приводит к характерному для малярии воспалению микрососудов. Но, как отмечает, сообщая об исследовании Ланцера с соавторами Nature News, «не все удается паразиту сделать по-своему, когда присутствует серповидноклеточный фактор».

В серповидных эритроцитах, содержащих аномальный гемоглобин, межклеточные мостики из актиновых филаментов не образуются, обрывки нитей этого белка свободно плавают внутри клеток и не могут служить переносчиками для вырабатываемого плазмодием склеивающего клетки белка адгезина. Ключевой момент, по словам Ланцера, в том, что «паразит для того чтобы выжить внутри красной кровяной клетки должен перемоделировать хозяйский актин, но эволюционное давление привело к появлению мутаций по человеческому гемоглобину, препятствующих этому перемоделированию» (механизм которого еще предстоит выяснить). В организме людей с одной мутантной копией гена серповидноклеточных эритроцитов вырабатывается достаточно нормального гемоглобина для того, чтобы они не имели симптомов анемии. И такое носительство в странах, эндемичных по малярии, дает существенное преимущество для выживания. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».