科學家首次揭示了寄生蟲如何侵入人體細胞的「原子級」藍圖

墨爾本科學家在開發新型瘧疾疫苗方面邁出了重要的一步，首次揭示了寄生蟲如何侵入人體細胞的「原子級」藍圖。

利用諾貝爾獎獲獎技術cryo-EM（低溫電子顯微鏡），研究人員繪製了先前瘧原蟲瘧疾寄生蟲和年輕紅細胞之間隱藏的首次接觸，他們侵入，開始寄生蟲傳播到整個身體。該發現今天在「 自然」雜誌上發表。

來自墨爾本Walter和Eliza Hall研究所的副教授Wai-Hong Tham博士和Jakub Gruszczyk博士與Howard Hughes醫學研究所（美國）的Rick Huang博士和Zhiheng Yu博士合作，解決了寄生蟲使用的分子機器的奧秘鎖住紅血球。

瘧疾生命周期中的這一關鍵步驟是與瘧疾有關的典型癥狀 - 發熱，寒戰，不適，腹瀉和嘔吐 - 的開始，這些癥狀可持續數周甚至更長時間。

Cryo-EM提供疫苗密鑰

今年早些時候，研究小組發現P. vivax寄生蟲使用人轉鐵蛋白受體獲得紅細胞，這是他們在「科學」雜誌上發表的一項研究。現在，在革命性的低溫電磁技術的幫助下，Tham副教授表示，該團隊能夠克服先前的技術挑戰，以可視化的原子水準進行相互作用。

「我們現在已經繪製出原子水準，確切地說，寄生蟲如何與人轉鐵蛋白受體相互作用，」Tham副教授說。

「這對於將我們最初的發現帶到下一階段至關重要 - 開發潛在的新型抗瘧藥物和疫苗。Cryo-EM真的為研究人員打開了大門，讓以前過大而複雜的結構變得可視化。」

P. vivax是世界範圍內分布最廣泛的瘧疾寄生蟲，也是非洲以外絕大多數國家瘧疾的主要原因。由於其傾向於隱藏人體免疫系統未檢出的肝臟，因此它也是導致瘧疾複發感染的頭號寄生蟲。

在三維地圖的引導下，Tham副教授表示，該團隊能夠梳理寄生蟲 - 宿主相互作用的確切細節，找出其最脆弱的部位。

「這基本上是一個設計挑戰，P. vivax寄生蟲是令人難以置信的多樣性 - 這對疫苗開發具有挑戰性，現在我們已經確定了一種分子機制，它將成為抗瘧疾疫苗的最佳靶點，可有效抵抗最廣泛的間日瘧原蟲寄生蟲，「 她說。

「憑藉這種前所未有的細節，我們現在可以開始設計專門針對和破壞寄生蟲入侵機制的新療法，防止瘧原蟲劫持人體紅細胞在血液中傳播，並最終傳播給其他人。」

開發薄弱環節

Gruszczyk博士說，該團隊還利用澳大利亞同步加速器上的X射線晶體學設施「解決了」抗瘧疾抗體如何結合併阻斷P. vivax寄生蟲以阻止其侵入紅細胞。

「有了這張晶體圖，我們發現了另外一些可以作為治療靶點的"弱點"，這些資訊使我們能夠回到寄生蟲身上，並取出部分蛋白質，從而製造出最好的疫苗。