Mechanizmy transportu komórkowego u pasożytów malarii i toksoplazmozy: nowe odkrycia zespołów z BNITM i LMU
Hamburg i Monachium, 28 października 2025 – Naukowcy z Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) oraz Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) odkryli, w jaki sposób pasożyty wywołujące malarię i toksoplazmozę budują oraz organizują swoje struktury komórkowe i systemy transportowe, które są kluczowe dla ich przetrwania. Wyniki badań, opublikowane niedawno w Journal of Cell Biology i PLOS Biology, mogą otworzyć drogę do opracowania nowych metod terapeutycznych przeciwko tym powszechnym globalnie chorobom zakaźnym.
Adaptery białkowe AP-1, AP-3 i AP-4 – krytyczne elementy przetrwania pasożyta malarii
W BNITM zespół kierowany przez dr. Tobiasa Spielmanna, odpowiedzialny za badania z zakresu biologii komórkowej malarii, wraz z grupą Integrative Parasitologie dr. Richárda Bártfai z Radboud-Universiteit Nijmegen przeanalizował kompleksy białkowe AP-1, AP-3 i AP-4. Badacze wykazali, że pełnią one fundamentalną rolę dla przeżycia pasożyta malarii. Do tej pory sposób transportu białek wewnątrz komórek Plasmodium był słabo poznany. Najnowsze ustalenia potwierdzają, że adaptery kierują białka do właściwych miejsc w komórce, co jest kluczowe zarówno dla wnikania pasożyta do komórek gospodarza, jak i dla jego dalszego rozwoju wewnątrz nich.
Jak pasożyty wykorzystują pradawne mechanizmy komórkowe
Badacze wykazali podobieństwo struktury systemów transportowych Plasmodium do mechanizmów obecnych u innych organizmów, mimo ogromnych różnic ewolucyjnych. Jednocześnie ujawnili cechy unikalne, wcześniej nieznane. Jak podkreśla Spielmann, przy zastosowaniu technik zaawansowanego obrazowania i analizy białek wykazano, że kompleksy adapterowe działają niczym wysoko wyspecjalizowane centra logistyczne, a ich funkcjonowanie ma zaskakująco wiele wspólnego z procesami w komórkach człowieka.
Nowy szlak transportowy w Toxoplasma gondii i rola białka Tepsin
Zespół prof. Markusa Meißnera, kierującego Lehrstuhl für Experimentelle Parasitologie LMU, odkrył nową drogę transportu wewnątrz komórek Toxoplasma gondii. Przedmiotem ich badań było słabo poznane dotąd genetyczne uwarunkowanie produkcji białka Tepsin, ściśle współpracującego z kompleksem AP-4. Białko to umożliwia transport pęcherzyków (woreczków transportowych, tzw. pęcherzyków – vesicles) do konkretnych struktur komórkowych pasożyta.
Interesującym odkryciem jest rola białka Clathrin. U zwierząt AP-4 działa niezależnie od Clathrin, zaś u roślin Clathrin aktywnie uczestniczy w powstawaniu pęcherzyków. Toxoplasma gondii wykorzystuje mechanizm przypominający ten występujący u roślin. Co więcej, jak dowodzą równoległe dane z laboratorium Spielmanna, analogiczny proces obecny jest również u pasożytów malarii. Badania ujawniają więc, że oba pasożyty zachowały prastary, wysoce wyspecjalizowany system transportowy, dostosowany do ich unikalnej biologii.
Recykling błony komórkowej jako strategia wzrostu pasożyta
Zespół dr. Simona Grasa na LMU wykazał, że Toxoplasma gondii podczas wzrostu i podziału stale poddaje recyklingowi elementy swojej błony komórkowej. Jest to proces bardzo dynamiczny i – jak podkreślają autorzy – doskonały przykład ewolucyjnego „ponownego wykorzystania” dawnych strategii komórkowych w celu rozwiązania współczesnych problemów biologicznych pasożyta.
Perspektywy terapeutyczne wynikające z nowych odkryć
Wyniki badań zespołów z Hamburga i Monachium pozwalają lepiej zrozumieć fundamentalne mechanizmy komórkowe apikompleksów – grupy pasożytów obejmującej m.in. Toxoplasma gondii i Plasmodium spp. Prace te podkreślają zarówno podobieństwa między gatunkami, jak i ich unikatowe cechy, co w przyszłości może przyczynić się do znalezienia nowych celów terapeutycznych w leczeniu malarii i toksoplazmozy.
Malaria i toksoplazmoza – choroby o globalnym znaczeniu
Malaria i toksoplazmoza należą do najpowszechniejszych chorób pasożytniczych na świecie. Pomimo dostępnych terapii, ich skuteczność bywa ograniczona, część leków działa jedynie w określonych stadiach choroby, a dodatkowym wyzwaniem są narastające problemy z opornością. Zrozumienie złożonych procesów komórkowych pasożytów stanowi klucz do opracowania nowych leków i szczepionek.
Malaria rozwija się po ukąszeniu przez zakażone komary Anopheles, a pasożyty Plasmodium atakują komórki krwi, wywołując gorączkę, dreszcze oraz – w ciężkich postaciach – niewydolność narządową. Według WHO rocznie zapada na nią ponad 240 milionów osób, z czego ponad 600 tysięcy umiera, przede wszystkim dzieci w Afryce Subsaharyjskiej. Toksoplazmoza, wywoływana przez Toxoplasma gondii, dotyczy blisko jednej trzeciej populacji światowej. U większości ludzi przebiega bezobjawowo, jednak stanowi realne zagrożenie dla kobiet w ciąży oraz osób z obniżoną odpornością.
Źródło: Journal of Cell Biology, PLOS Biology
DOI: 10.1083/jcb.202504062; 10.1083/jcb.202312109; 10.1371/journal.pbio.3003415
