Cạnh tranh giữa các loài ký sinh trùng sốt rét

Một nghiên cứu gần đây ở Burkina Faso cho thấy sự biểu hiện triệu chứng lâm sàng của bệnh sốt rét có liên quan đến sự đa dạng di truyền, sự cạnh tranh giữa các loài ký sinh trùng và sự có mặt của các protein bề mặt của merozoite. Trong năm loài ký sinh trùng sốt rét gây bệnh cho người thì Plasmodium falciparum là loài có độc lực cao nhất. Các gen mã hóa protein do Plasmodium được tạo ra ở nhiều alen khác nhau và biểu hiện khác nhau ở các loài ký sinh trùng sốt rét khác nhau. Một nhóm protein, được gọi là protein bề mặt merozoite, có liên quan đến sự khác biệt về biểu hiện triệu chứng lâm sàng của bệnh ( thiếu máu nhẹ, thiếu máu nặng hoặc sốt rét thể não).

Hình 1: Sơ đồ của một merozoite.

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867406001814

Protein bề mặt merozoite (MSP) là một nhóm protein cần thiết cho quá trình xâm lấn tế bào hồng cầu ở giai đoạn merozoite của ký sinh trùng sốt rét. Các protein này nằm trên bề mặt merozoite. Các loài ký sinh trùng khác nhau sẽ có các dạng protein bề mặt merozoite khác nhau. Trong nhóm protein này thì MSP1chiếm tỷ lệ cao nhất, các protein này trãi qua quá trình phân mảnh trước khi xâm lấn vào tế bào hồng cầu và có liên quan đến sự gắn kết ban đầu của ký sinh trùng với tế bào hồng cầu. Protein bề mặt merozoite -1 (MSP-1, còn được gọi là P195, PMMSA hoặc MSA 1) là một trong những protein được nghiên cứu nhiều nhất trong tất cả các protein sốt rét. Protein này được tìm thấy trong tất cả các loài ký sinh trùng sốt rét được nghiên cứu. Các nghiên cứu gần đây đã xác định được một số vị trí phân cắt của protein này. Trong quá trình xâm lấn vào tế bào hồng cầu mới, hầu hết các phân tử MSP1 bị bong ra khỏi bề mặt ký sinh trùng ngoại trừ đoạn phân mảnh C. Phân tích cấu trúc của đoạn này cho thấy nó chứa hai domain có vai trò như yếu tố tăng trưởng. MSP2, một protein bề mặt có khối lượng phân tử nhỏ hơn, chưa rõ về chức năng và chiếm tỷ lệ thấp hơn,

Người dân sống trong vùng sốt rét lưu hành có thể bị nhiễm cùng lúc nhiều loài ký sinh trùng sốt rét. Một nghiên cứu ở Gabon và Burkina Faso cho thấy mức độ nghiêm trọng của bệnh sốt rét có liên quan đến sự đa dạng của các các protein bề mặt MSP1 và sự có mặt của các protein MSP1 và MSP2.

Hình 2: Vai trò của MSP1 trong cuộc xâm lấn tế bào hồng cầu.

Nguồn: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(15)00376

Nghiên cứu đã xem xét các triệu chứng liên quan đến các loài ký sinh trùng khác nhau, sự cạnh tranh của ký sinh trùng với vật chủ và các mức độ nghiêm trọng của bệnh trong trường hợp bệnh nhân nhiễm phối hợp nhiều chủng ký sinh trùng sốt rét. Mức độ nghiêm trọng của bệnh được xác định dựa trên ba thông số: nhiệt độ cơ thể, mức độ thiếu máu và mật độ ký sinh trùng. Nghiên cứu được thực hiện tại 2 điểm nghiên cứu và trong thời gian 2 năm, 1.010 bệnh nhân tham gia nghiên cứu được chẩn đoán dương tính với ký sinh trùng sốt rét. Nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của một protein MSP1 - MAD20 có liên quan đến mật độ ký sinh trùng. Tuy nhiên, ở các bệnh nhân nhiễm phối hợp, mật độ ký sinh trùng không tăng so với các trường hợp đơn nhiễm và mật độ của MSP1-MAD20 giảm.

Kết quả nghiên cứu cho thấy có sự cạnh tranh giữa các loài ký sinh trùng và chính sự cạnh tranh này đã kìm hãm sự phát triển của MAD20 và mật độ ký sinh trùng không khác nhau trong cả hai trường hợp đơn nhiễm hoặc nhiễm phối hợp. Nhiệt độ bệnh cơ thể nhân tăng tỷ lệ thuận với mật độ ký sinh trùng. Nồng độ huyết sắc tố không bị ảnh hưởng bởi chủng MSP1, nhưng một sự hiện diện của MSP2 làm cho giảm nồng độ hemoglobin. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, alen MSP2-FC27 làm các triệu chứng trên trở nên trầm trọng hơn. Ở các vùng sốt rét lưu hành, miễn dịch sốt rét phát triển phụ thuộc vào việc bệnh nhân nhiễm đơn nhiễm hay phối hợp và tùy thuộc vào độ tuổi của bệnh nhân.

ThS.DS Huỳnh Kha Thảo Hiền

Biên dịch và tổng hợp

Tài liệu tham khảo:

1. Holder AA et al (1992). A malaria merozoite surface protein (MSP1)-structure, processing and function. 87 Suppl 3:37-42.

2. http://blogs.biomedcentral.com/bugbitten/2019/02/15/competition-different-strains-malaria/.

3. https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(15)00376

4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867406001814