健康的肾脏可能是战胜疟疾的关键
它们只有10厘米长,但很可能是疟疾患者生与死的分界线。古尔本基安的研究人员揭示,肾脏在铁的循环利用中起着带头作用,可以阻止我们的身体向入侵的寄生虫投降。发表在细胞的报道这一发现对受感染患者的预后和制定有针对性的治疗策略具有重要意义,这可能会抑制疟疾死亡人数。
疟疾的严重和致命后果,如急性肾脏受伤时,出现的疟原虫,通过传播蚊子叮咬,侵入宿主的红细胞。随着寄生虫的成倍繁殖,它会破坏这些细胞并导致贫血,削弱宿主的健康。在正常情况下,巨噬细胞,一种特殊的免疫系统细胞,循环铁从受损或旧的红细胞中释放出来,形成新的红细胞。
但是,当出现大规模破坏时,这个系统的能力很快就会耗尽,比如疟疾。在不可能替代红细胞的情况下,病人就会发展严重的贫血也有更高的死亡风险。
古尔本基安研究所Ciência (IGC)的研究结果表明,当急性肾损伤和贫血同时发生时,它们会协同作用,大大增加患者的死亡风险。这些结论直接来自安哥拉的Josina Machel-Maria Pia医院。在安哥拉,疟疾是导致死亡的主要原因。
这项研究包括400名因疟疾住院的患者,该研究来自与安哥拉研究员Euclides Sacomboio的合作,他通过Gulbenkians的ENVOLVE Ciência PALOP项目加入了IGC的炎症组。
米格尔·苏亚雷斯(Miguel Soares)领导的实验室一直在研究铁代谢在疟疾的动物模型中。“通过尿液的颜色,我们很容易理解,我们研究的老鼠通过尿液摆脱了红细胞破坏的副产物,”激发并共同领导该小组最新研究的研究人员苏珊娜·拉莫斯(Susana Ramos)说。
“我们开始意识到,这些动物的尿液中也含有大量的铁,但它们不可能完全摆脱它,因为这些生病的老鼠吃得不够多,无法维持这种必需的微量营养素的水平。因此,我们认为一定有一群肾细胞可以重新吸收和回收铁,以保持这些贫血小鼠在一定程度上的正常。”她解释道。
在之前的一项研究中,这些被称为肾近端小管细胞的细胞,已经证明了它们在清除导致严重疟疾的有毒副产物方面的重要性。
这种细胞群再一次证明了它们在预防严重疟疾死亡方面的不可思议的作用。这项研究的第一作者吴谦(Qian Wu)发现,这些肾细胞改变了它们的遗传程序,从而能够吸收和储存铁。之后,他们将铁元素重新投入循环,从而形成新的红细胞。钱学森说:“我们没想到肾脏在重建这些血细胞的发育过程中起着如此直接的作用。”
通过成为疟疾期间负责储存和重新分配铁的主要器官,肾脏决定了这种疾病的结果。为了理解这一机制的含义,该研究所的转基因部门创造了没有转运蛋白基因的小鼠,这种基因允许肾细胞输出铁。结果令人惊讶:这些动物患上了严重的贫血并死亡,这是一个简单的细胞机制如何对整个身体产生深远影响的明确例子。
通过重新建立铁的电路和数红细胞当宿主感染时,肾脏会抑制贫血,确保不同器官接受氧气并继续发挥作用。“这一发现清楚地证明了受感染宿主的新陈代谢如何被重新连接,以决定感染的结果,在这种情况下,疟疾首席研究员米格尔·苏亚雷斯解释道。
这些发现对于为感染患者提供更好的个性化预后具有重要意义。“有些人基因突变这种细胞铁输出者不太容易患上严重贫血,”米格尔说。另一方面,如果肾脏细胞不能输出它们吸收的铁,患者可能会更容易发育急性肾损伤和贫血。现在,研究人员也可以开始考虑针对这一代谢途径的治疗策略。
更多信息:吴倩等,致命性疟疾贫血的肾控制,细胞的报道(2023)。DOI: 10.1016 / j.celrep.2023.112057