重度マラリアを引き起こす寄生虫Plasmodium falciparumに感染した赤血球のホメオスタシス

重度のマラリアを引き起こす寄生虫Plasmodium falciparumの無性生殖サイクルは、赤血球内で発生します。メロゾイトが循環中の赤血球に侵入し、発育・増殖し、約48時間後に宿主細胞を破裂させ、15-32個のメロゾイトを放出して新しい赤血球に侵入する準備が整います。このサイクルの間、寄生虫は宿主細胞の透過性を非常に高めるため、感染していない赤血球に類似の透過性を模擬した場合、約48時間前に細胞溶解が発生しました。では、成長する寄生虫を内部に抱える感染細胞は、寄生虫が発育サイクルを完了する前にどうやって溶解を防ぐことができるのでしょうか？感染赤血球のホメオスタシスの数学モデルは、宿主細胞のヘモグロビンの無駄な消費が、宿主内のコロイド浸透圧を段階的に低下させることで早期の溶解を防ぐことを示唆しています（コロイド浸透圧仮説）。しかし、感染細胞が溶解前の球形に近づくというモデルの2つの重要な予測と、ヘモグロビン濃度が段階的に低下するという予測は、物議を醸しました。本研究では、文献の最近の実験データとモデル予測を初めて関連付け、寄生虫発育の5つのモデルで定義された期間中の感染赤血球のホメオスタシスの詳細を探求することができました。結論は、感染赤血球が実際の体積に関係なく溶解破裂に近づくことを示唆しており、早期の溶解を防ぐためにはヘモグロビン濃度の段階的な低下が必要です。