Cơ chế giúp vi khuẩn gây sốt rét lây bệnh

Plasmodium có khả năng biết chính xác nó đang ở đâu và phải làm gì.

Với gần 250 triệu trường hợp mắc và 621.000 ca tử vong mỗi năm, bệnh sốt rét vẫn là một vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn, đặc biệt là ở vùng cận Sahara châu Phi. Sốt rét là một bệnh ký sinh trùng lây truyền qua muỗi và do vi khuẩn thuộc giống Plasmodium gây ra.

Trên hành trình từ muỗi sang người, Plasmodium phải thích nghi với các đặc điểm của nhiều cơ quan và tế bào mà nó ký sinh. Vi khuẩn không có cơ quan cảm giác. Thay vào đó, vi khuẩn có các cảm biến từ protein để phát hiện phân tử đặc trưng cho môi trường chúng xâm chiếm. Trong khi hầu hết các sinh vật sống đều có chung loại cảm biến, thì Plasmodium là một ngoại lệ.

Các nhà sinh học tại Trường Đại học Geneva (UNIGE) (Thụy Sĩ) đã xác định được một loại cảm biến mới, cho phép Plasmodium biết chính xác nó đang ở đâu và phải làm gì. Công trình được công bố trên tạp chí Science Advances.

Khi một người bị muỗi nhiễm Plasmodium cắn, ký sinh trùng xâm nhập vào máu và di chuyển đến gan, nơi nó phát triển mạnh trong khoảng 10 ngày mà không gây ra bất kỳ triệu chứng nào. Sau giai đoạn này, Plasmodium quay trở lại dòng máu, nơi nó ký sinh trong các tế bào hồng cầu. Khi đã ở bên trong các tế bào hồng cầu, ký sinh trùng sẽ nhân lên trong một chu kỳ 48 giờ được đồng bộ hóa.

Vào cuối mỗi chu kỳ nhân lên, các ký sinh trùng mới hình thành rời khỏi tế bào hồng cầu của vật chủ, phá hủy chúng và lây nhiễm sang tế bào mới. Chính sự phá hủy các tế bào hồng cầu này đã gây ra những đợt sốt liên quan đến bệnh sốt rét. Các dạng sốt rét nghiêm trọng có liên quan đến sự tắc nghẽn mạch máu bởi tế bào hồng cầu bị nhiễm bệnh.

Khi một con muỗi đốt người có máu bị nhiễm Plasmodium, ký sinh trùng sẽ thay đổi chương trình phát triển của nó để xâm chiếm ruột của vật chủ mới. Sau một thời gian nhân lên nữa, Plasmodium quay trở lại tuyến nước bọt của muỗi, sẵn sàng lây nhiễm sang người mới.

“Hiểu được cơ chế sinh học rất cụ thể này là một bước quan trọng để chống lại ký sinh trùng. Ở mỗi giai đoạn trong vòng đời, ký sinh trùng phải nhận một cách hợp lý các tín hiệu cho phép nó phản ứng chính xác”, ông Mathieu Brochet - Phó Giáo sư tại Khoa Vi sinh và Y học Phân tử, người đứng đầu dự án cho biết.

Có những phân tử nhỏ không có trong máu nhưng lại có trong muỗi mà ký sinh trùng phát hiện được. Ronja Kuhnel và Emma Ganga - các tác giả đầu tiên của nghiên cứu - chia sẻ: “Cảm biến này được tạo thành từ năm loại protein. Khi không có cảm biến đó, ký sinh trùng không nhận ra rằng nó đã rời khỏi dòng máu của muỗi. Do đó, nó không thể tiếp tục phát triển”.

Khả năng này cũng có mặt ở các giai đoạn khác trong vòng đời của ký sinh trùng, đặc biệt khi ký sinh trùng phải rời khỏi tế bào hồng cầu. Không có cảm biến này, Plasmodium bị mắc kẹt trong các tế bào hồng cầu, không thể tiếp tục chu trình lây nhiễm.

Bằng cách xác định khả năng này, giờ đây các nhà khoa học có thể hình dung cách xáo trộn các tín hiệu mà ký sinh trùng cảm nhận được ở giai đoạn phát triển khác nhau của nó. Từ đó, có thể làm mất phương hướng và ngăn chặn sự nhân lên và truyền đi của ký sinh trùng.

Theo Phys

Kim Dung