Исследователи из Института биологии инфекции Макса Планка в Берлине обнаружили возможный механизм, стоящий за этими осложнениями. Малярийный паразит вызывает иммунную реакцию в кровотоке, которая предназначена для местной защиты. Если иммунный ответ усиливается и действует системно, он повреждает собственную ткань пациента. Это относится к нейтрофилам — распространенному типу белых кровяных телец. Исследование опубликовано в Science Immunology.
Нейтрофилы являются наиболее распространенными лейкоцитами, являются подвидом гранулоцитарных лейкоцитов. Они идентифицируют и уничтожают вредные микроорганизмы, которые проникают в наш организм. Еще в 2004 году исследовательская группа во главе с Артуро Зихлинским из Института биологии инфекций им. Макса Планка открыла специальный механизм защиты нейтрофилов. Они реагируют на контакт с патогеном, совершая самоубийство; они дезинтегрируют свои клеточные и ядерные мембраны и выделяют сетчатые структуры ДНК, которые называются нейтрофильными внеклеточными ловушками или сетями. Сети могут ловить и убивать микробов, но они опасны не только для захватчиков. Сети также могут атаковать собственные ткани организма. Поэтому важно, чтобы нейтрофилы активировались только локально и в течение ограниченного времени.
Исследователи из исследовательских групп во главе с Артуро Зихлинским и Борко Амулич показали, что сети могут вызывать повреждение органов при малярии. Полученные данные расширяют наше понимание типичных осложнений малярии, таких как печеночная и почечная недостаточность, отек легких и отек мозга, которые могут привести к смерти пациента. Ежегодно от малярии умирает около полумиллиона человек.
Чтобы определить роль нейтрофилов в малярии, исследователи использовали специальный вариант малярии грызунов в экспериментах на мышах. Этот вариант вызывает повреждение печени и поэтому напоминает тяжелую малярию у людей. Исследователи впервые обнаружили очень высокую концентрацию нейтрофилов в крови инфицированных мышей. Чтобы выяснить, существует ли связь между сетями и повреждением печени, они заразили группу генетически измененных мышей, которые больше не могли формировать сети. Это позволило команде исследователей изучить влияние сетей на прогрессирование заболевания. Несмотря на то же самое инфекционное заболевания, у мышей без нейтрофилов не развилось повреждение печени.
«Мы смогли доказать, что высокая концентрация нейтрофилов в крови способствует прикреплению инфицированных эритроцитов к стенкам сосудов, а также привлечению нейтрофилов — оба типа клеток являются важными причинами повреждения органов у инфицированных животных», — объясняет автор опубликованного исследования Лоренц Кнакштедт.
Накопленные клетки крови забивают мелкие сосуды в органах. А недостаток кислорода и кровотечение из разрушенных сосудов может привести к полной недостаточности пораженного органа.
Чтобы показать, что результаты на мышиной модели применимы у пациентов с малярией, ученые исследовали образцы крови из Габона и Мозамбика. Четкая картина возникла и здесь — количество нейтрофилов в крови значительно увеличилось в случаях тяжелой малярии. «Результаты наших экспериментов на мышах и анализ образцов пациентов помогут нам понять малярию и заболевания с похожими тяжелыми симптомами», — утверждает Кнакштедт. Описанные воспалительные реакции также присутствуют при системных заболеваниях, таких как сепсис и системная красная волчанка.