Генетики проследили эволюцию малярийного плазмодия Plasmodium vivax
Генетики проследили за эволюционной историей возбудителя малярии Plasmodium vivax, рассказывается в Proceedings of the National Academy of Sciences. Предположительно, в начале своей эволюции патоген инфицировал горилл, шимпанзе и людей, а после выхода древних людей из Африки вместе с ними проник в Азию и, позднее, в Южную Америку. Африканцы, однако, выработали мутацию, подавляющую патоген, поэтому сейчас P. vivax почти не встречается на континенте.
Малярию у людей вызывают некоторые виды паразитических простейших из рода плазмодиев. В их числе Plasmodium falciparum, который вызывает самую тяжелую форму малярии, с наибольшим количеством смертельных случаев и Plasmodium vivax — виновник менее опасной формы, которая тем не менее может привести к смерти. P.vivax ежегодно заражает более восьми миллионов человек, в основном в Юго-Восточной Азии и Южной Америке. В Африке эта форма малярии почти не встречается, потому что многие местные жители выработали мутацию, сильно затрудняющую проникновение плазмодия в кровь, и, следовательно, развитие заболевания. Она подавляет экспрессию антигенов системы Даффи — белков, которые находятся на поверхности эритроцитов и служат рецепторами для P.vivax.
До недавнего времени ученые считали, что P.vivax появился в Азии, так как азиатская линия патогена оказалась древнейшей. Но позднее оказалось, что этот вид плазмодия встречается у африканских человекообразных обезьян шимпанзе и горилл, поэтому исследователи предположили, что его родиной все же является Африка. Генетики из пяти стран под руководством Беатрис Хан (Beatrice Hahn) и Пола Шарпа (Paul Sharp) из Пенсильванского университета решили прояснить этот вопрос.
Исследователи отобрали образцы крови у зараженных плазмодием P.vivax шести шимпанзе и одной гориллы из Западной Африки и отсеквенировали полные геномы паразита. Их сравнили с референсными последовательностями P.vivax из линий, встречающихся в Юго-Восточной Азии, Южной Америке и Океании.
Ученые обнаружили, что геномы человеческого и обезьяньего плазмодиев очень похожи и отличаются только на два процента. При этом геномы обезьяньего P.vivax примерно в десять раз больше различаются между собой по сравнению с человеческими. В геноме человеческих плазмодиев значительная часть мутаций — несинонимичные, то есть они меняют первичную последовательность белка и либо меняют его функции, либо выключают его. Все это указывает на то, что предок человеческого P.vivax прошел через «бутылочное горлышко», то есть его численность в какой-то момент резко сократилась, а потом генетическое разнообразие оставшихся линий стало увеличиваться.
Авторы статьи предложили два сценария появления человеческих линий плазмодия. Согласно первому, первоначально патоген инфицировал только человекообразных обезьян, и в какой-то момент преодолел видовой барьер и стал опасен и для людей. По второй версии, которую исследователи считают более вероятной, паразитическое простейшее изначально поражало и человекообразных обезьян, и людей. После выхода людей из Африки произошло резкое сокращение численности патогена, но оставшиеся линии размножились и добрались с людьми в Азию, Европу, а оттуда — в Америку. В то же время жители Тропической Африки выработали мутацию, подавляющую развитие патогена.
Недавно ученые сообщили, что недооценивали масштаб распространения обезьяньих малярийных плазмодиев среди людей. На острове Борнео ученые обнаружили случаи заражения Plasmodium cynomolgi. Подобно другому патогену, Plasmodium knowlesi, который раньше инфицировал только макак, а сейчас паразитирует и на людях, плазмодий преодолел видовой барьер и стал опасен для людей. Не в последнюю очередь это произошло из-за вырубки лесов, которая заставляет обезьян селиться вблизи человеческих жилищ.
Екатерина Русакова
Эти эффекты зависели от пола
Американские исследователи выяснили, что прием каннабидиола беременными мышами связан с нарушениями термической болевой чувствительности, способности к решению задач и возбудимости префронтальной коры мозга у их потомства, причем эти эффекты зависят от пола. Отчет о работе опубликован в журнале Molecular Psychiatry. В странах, где препараты конопли разрешены для медицинского или рекреационного применения, некоторые беременные женщины принимают каннабидиол (второй по количеству каннабиноид после тетрагидроканнабинола) в чистом виде или в составе медицинской марихуаны для борьбы с тошнотой, считая, что это безопасно. При этом каннабидиол, не обладающий психоактивными свойствами, проникает через гематоплацентарный барьер и связывается с многими рецепторами, принимающими участие в развитии мозга, в том числе серотониновыми 5-HT1A, термочувствительными ваниллоидными TRPV1 и калиевыми каналами Kv7. Возможные последствия этого для потомства остаются малоизученными. Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники из Университета Колорадо под руководством Эмили Энн Бейтс (Emily Anne Bates) вводили внутрижелудочно мышам с пятого дня беременности (примерно конец первого триместра) до родов 50 миллиграмм каннабидиола (высокая доза) в подсолнечном масле на килограмм массы тела ежедневно. Животные из контрольной группы получали только подсолнечное масло. На продолжительность беременности, набор массы тела в течение нее, размер и пол помета прием препарата не влиял. Он и его метаболиты полностью вывелись из плазмы мышат на восьмой день от рождения. Подошвенный тест на аппарате Харгиривза в возрасте 11 недель показал, что после внутриутробного воздействия каннабидиола у потомства мужского, но не женского пола значительно (p = 4,99 × 10-8) понижен порог термической болевой чувствительности. При нокауте гена TRPV1 он не изменялся, а значит, эффект связан именно с этими рецепторами. По данным тестов с темно-светлой камерой и различными лабиринтами, прием каннабидиола во время беременности не влиял на уровень тревожности, компульсивность и пространственную память потомства. В экспериментах с клетками-головоломками выяснилось, что после такого воздействия самки, но не самцы медленнее (p = 0,02) справляются с решением задач, что, вероятно, связано с гиперактивацией 5-HT1A-рецепторов. Электрофизиологическое исследование в возрасте 14–21 дня показало, что у таких самок повышен (p = 0,00007) порог запуска потенциала действия (то есть снижена возбудимость) Kv7-положительных пирамидных нейронов слоя 2/3 префронтальной коры, отвечающей за обучение и исполнительные функции. Плотность, размеры и морфология дендритных шипиков этих клеток затронуты не были, однако амплитуда возбуждающих потенциалов, вызванных активацией глутаматных AMPA-рецепторов, оказалась существенно снижена (p = 0,0009). У самцов подобных изменений не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о том, что ежедневный прием высоких доз каннабидиола на протяжении последних двух триместров беременности мышами вызывает изменения физиологии нейронов и развития нервной системы у потомства, что в дальнейшем проявляется сенсорными и поведенческими расстройствами, причем эти эффекты зависят от пола животных. Авторы работы намерены уточнить, как на них влияют доза препарата и его прием в отдельные периоды беременности. В 2022 году канадские исследователи сообщили, что около двух процентов их беременных соотечественниц употребляют марихуану, причем это коррелирует с повышенным риском преждевременных родов, низкой массы ребенка при рождении, недостаточным или избыточным весом для гестационного возраста, любых врожденных аномалий, кесарева сечения и гестационного диабета.