Малярийные паразиты двигаются по правозакрученным спиралям

На иллюстрации показано, что на ранних стадиях одноклеточный возбудитель малярии Plasmodium имеет тонкую и изогнутую форму, которая отвечает за его характерные спиральные движения. Автор: Leon Lettermann с использованием Blender

Исследователи из Гейдельбергского университета обнаружили, что малярийные паразиты двигаются по правозакрученным спиралям, чтобы перемещаться по тканям организма-хозяина. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Physics, может помочь в разработке новых лекарств и вакцин против малярии.

Используя методы высокоразрешающей визуализации и компьютерное моделирование, физики и специалисты по малярии продемонстрировали, что патоген Plasmodium использует правозакрученные спиральные траектории для перехода между различными тканевыми компартментами. Эта модель движения стала возможной благодаря ранее необъяснимой асимметрии в строении одноклеточного организма.

Механизм движения паразитов

На ранней стадии заражения паразит имеет серповидную форму, что и обуславливает его характерные спиральные движения. «Наши новые исследования показывают, что малярийные паразиты перемещаются почти исключительно по правозакрученным спиралям в трехмерных средах», — объясняет профессор Ульрих Шварц.

Малярийные паразиты скользят по регулярным спиралям в однородных 3D-гидрогелях и по кругам на 2D-границах. Автор: Nature Physics (2025)

Эволюционное преимущество

Исследователи предполагают, что такая хиральность развилась в ходе эволюции, чтобы позволить патогену быстро и всегда одинаковым способом переключаться между различными тканевыми компартментами в теле хозяина. Различные модели движения на обычных субстратах и в трехмерных гидрогелях могут объяснить, почему спорозоиты были так плохи в заражении клеток печени в предыдущих лабораторных экспериментах.

«Наши результаты показывают, что существует большая разница, если патогены наносятся непосредственно на стекло или если они сначала перемещаются через ткань», — добавляет доктор Мирко Зингер.

Молекулярный механизм

Комбинируя высокоразрешающую микроскопию и математические модели, исследователи также смогли раскрыть основной молекулярный механизм. Компьютерное моделирование подтвердило, что только асимметрия на переднем конце паразита может быть ответственна за наблюдаемые модели движения.

ИИ: Это фундаментальное исследование раскрывает удивительные адаптации паразитов на клеточном уровне. Понимание таких механизмов движения действительно может революционизировать разработку противомалярийных препаратов, создавая более точные модели заражения в лабораторных условиях.